Рецепторы, сопряженные с G-белком или GPCR, представляют собой мембраносвязанные рецепторы, которые временно связываются с гетеротримерными G-белками и вызывают соответствующую реакцию на сенсорные стимулы, такие как свет, запахи, гормоны, цитокины или нейротрансмиттеры.

GPCR также называются гептагелическими, 7TM или змеевидными рецепторами и состоят из семи (H1-H7) трансмембранных альфа-спиралей, которые охватывают бислой, образуя цилиндрическое ядро. Трансмембранные спирали соединены тремя внеклеточными петлями и тремя цитозольными петлями. Вместе с внеклеточными петлями трансмембранные альфа-спирали образуют центральный лиганд-связывающий карман GPCR. В противоположность этому, третья цитозольная петля функционирует как гетеротримерный сайт связывания G-белка.

Связывание лиганда активирует GPCR по мере того, как он претерпевает конформационные изменения, а также связывает гетеротримерные G-белки с высоким сродством. Активированный GPCR может связывать и активировать несколько G-белков для усиления сигнала. G-белки, в свою очередь, связываются и активируют эффекторы, расположенные ниже по течению, и вызывают клеточный ответ.

Хотя структурно все GPCR млекопитающих состоят из семи трансмембранных альфа-спиральных доменов, они значительно различаются по своей последовательности и функциональности. GPCR в целом подразделяются на пять классов, включая класс A (родопсиноподобный), класс B (секретиновый рецептороподобный или B1), класс B2 / тип адгезии, класс C (глутаматный рецептороподобный) и класс F (вьющийся).

• Класс А образует самое большое подсемейство GPCR, которое включает родопсины и бета-адренорецепторы.
• Класс B включает в себя гормонсвязывающие рецепторы, такие как глюкагон, паратиреоидный гормон и рецепторы вазоактивных кишечных пептидов (VIP).
  • Класс адгезионных рецепторов или рецепторов B2 включает рецепторы, сопряженные с G-белком адгезии, или группы рецепторов ADGR, такие как ADGRL1 и ADGRG1, которые необходимы для клеточной адгезии и миграции.
• Класс C включает кальций-чувствительные рецепторы, рецепторы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) типа B, метаботропные глутаматные рецепторы и несколько вкусовых рецепторов. В отличие от других, в этой группе используется характерный модуль венериной мухоловки для связывания лиганда.
• Класс F, также называемый вьющимися, включает в себя сглаженные или Smo рецепторы и участвует в эмбриональном развитии.

В целом, люди состоят из более чем 800 GPCR. Многие из них обнаруживают гормоны, факторы роста или эндогенные лиганды, в то время как некоторые другие участвуют в обонятельных и вкусовых реакциях.

Таким образом, GPCR регулируют критические физиологические пути и являются отличной мишенью для лечения таких заболеваний, как диабет, рак, ожирение, депрессия или болезнь Альцгеймера. Почти 35% одобренных препаратов реализуют свои терапевтические эффекты путем избирательного взаимодействия с конкретными GPCR. Один из широко используемых классов препаратов, бета-блокаторы, нацелены на бета-адренорецепторы и лечат такие состояния, как гипертония, сердечная аритмия и тревожность. GPCR являются эффективной мишенью для создания арсенала для различных заболеваний.