基于体外生物活性的中国地表水中G蛋白偶联受体药物筛选

低浓度(ng/L至μg/L)的药物在环境水体中被广泛检出,其对水生生物存在潜在的生态风险,进而受到人们的关注.G蛋白偶联受体(GPCR)是一类在人体与动物体内高度保守的跨膜蛋白,约40%市售药物作用于GPCR.然而,GPCR药物在中国水环境中赋存情况及生态风险还未知.基于药物行业生产报告构建GPCR药物环境浓度预测模型,使用体外测试检测22种高产量GPCR药物的生物活性,最后基于预测浓度和体外生物活性建立地表水中GPCR药物的环境活性预测模型,筛选出中国地表水中需要优先控制的13种GPCR药物.

醛固酮瘤(APA)发病相关的G蛋白耦联受体(GPCRs)研究进展

醛固酮瘤（aldosterone-producing adenoma,APA）是原发性醛固酮增多症的一个重要亚型,约占30％～60％,是引起继发性高血压的重要病因.有关APA的发病机制,可见不同水平与角度的研究,但是对于APA的具体发病机制仍不清楚.本文就已知的与发病相关的G蛋白耦联受体（G-protein-coupled receptors,GPCRs）进行论述.

G蛋白偶联受体激酶活性调控与细胞炎性损伤

G蛋白偶联受体激酶 (Gprotein coupledreceptorki nases,GRKs)不仅调节G蛋白偶联受体 (GPCR)磷酸化、介导受体脱敏 ,使信号效应降低或消失 ,而且也调节G蛋白和靶细胞骨架 ,同时它还受到蛋白激酶A(PKA)、蛋白激酶C(PKC)、肌动蛋白和细胞内第二信使钙离子等调节。组织细胞表面存在多种GPCR如血小板活化因子 (PAF)受体、组胺受体、凝血酶受体等 ,介导炎性介质所致细胞损伤的信号转导作用。GRKs磷酸化GPCR 。

G蛋白偶联受体相关分选蛋白研究进展

G 蛋白偶联受体（G Protein-coupled Receptors,GPCRs）是人类基因组编码的最丰富的一类膜蛋白家族.GPCRs 可被包括气体、光子、氨基酸及其衍生物、Ca2 ＋ 、肽、脂类物质和大量的糖蛋白激素等在内的多种配体激活,进而引发细胞信号转导,参与调节人体心血管系统、免疫系统和神经系统等在内的几乎所有的生理过程.

与G蛋白偶联受体相关的诺贝尔奖解析

G蛋白偶联受体（GPCR）是细胞信号传导中的重要蛋白质,其拓扑构象为7次跨膜的受体,介导多种信号分子的转导过程。胞外配体分子通过与细胞表面的GPCR结合导致细胞内的G蛋白构象发生变化,在胞内产生第二信使,从而将信号逐级传递,实现生物体生理功能的调节。GPCR是一个备受瞩目的蛋白大家族,与其相关的研究已经10次获得诺贝尔奖。本文按照＂配体-GPCR-G蛋白-第二信使＂的线索简要解析这10次诺贝尔奖。

B族G蛋白偶联受体PAC1的N端基序HSDCIF对其二聚化和上膜运输的影响

B族G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)PAC1是垂体腺苷酸环化酶激活多肽(pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP)的特异受体,介导PACAP神经保护等功能,是神经系统疾病药物开发的重要靶点之一.HSDCIF(His-Ser-Asp-Cys-Ile-Phe)为位于PAC1的N端胞外1区(extracellar domain 1,EC1)的一段短肽序列,与特定负责激活PAC1受体的激动域PACAP(1-6)具有极高的同源性.利用基因敲除技术构建出缺陷HSDCIF基序的PAC1突变体(简称D-PAC1);利用基因工程原理和技术构建系列真核表达重组载体,包括融合了增强型黄色荧光蛋白(enhanced yellow fluorescent protein,EYFP)的表达载体D-PAC1-EYFP;用于生物发光能量转移(bioluminescence resonance energy transfer,BRET)检测的D-PAC1-Rluc;以及用于双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)实验的D-PAC1-EYFP/N和D-PAC1-EYFP/C.免疫荧光检测(immunofluorescence assay)测定D-PAC1的表达;荧光共聚焦显微观察D-PAC1的细胞运输,然后通过Western印迹、BRET与BiFC方法来检测D-PAC1的二聚化情况,综合评价HSDCIF基序对PAC1二聚化和在细胞中定位的影响.检测结果显示,缺陷HSDCIF基序的突变体D-PAC1不能发生二聚化,也不能正常的进行上膜运输,而是滞留在内质网中,同时外源化学合成的寡肽HSDCIF可以竞争性地抑制正常PAC1的二聚化.

G蛋白偶联受体突变分析的生物信息学方法及其资源研究

G蛋白偶联受体(GPCR)参与调节人体各种生理过程,它的突变及基因多态性与多种人类遗传性疾病相关,其中50%以上的疾病突变是由功能性单核苷酸多态性构成的。因此,建立基因多态性与疾病的相关性研究成为主要热点之一。随着生物信息技术的发展,各种机器学习方法、特征提取和数据库资源的综合利用,极大地方便了GPCR的突变研究。介绍了GPCR上以功能性单核苷酸多态性突变为主的生物信息学研究方法和数据资源。

G蛋白偶联受体计算研究的进展和前瞻

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)是含有七个跨膜螺旋的一类重要蛋白,是迄今为止发现的最大的多药物靶标受体超蛋白家族。例如,目前上市药物中有超过30%是以GPCR为靶点的。然而,与GPCR重要性形成强烈反差的是科学界对于其结构与功能的了解非常贫乏,主要原因是通过实验手段来获得GPCR的结构与功能信息极其困难。利用生物信息学方法从基因组规模的数据中识别GPCR并预测三维结构是可行途径之一。基于生物信息学的GPCR研究将为新型药物靶标的筛选和药物的开发提供一定的帮助。本文论述了几种较为典型的GPCR计算方法,并基于已有研究提出可能的创新性研究策略来解决GPCR蛋白识别、跨膜区定位、以及结构和功能预测等问题。

G蛋白偶联受体在不同表达系统中高水平表达的研究进展

G蛋白偶联受体(guanosine-binding protein coupled receptors,GPCRs)是一大类膜蛋白超级家族,具有7个跨膜域的特殊结构,并在机体内发挥着重要的生理作用.目前的研究主要集中在蛋白结构、功能、药物筛选等方面,然而,GPCRs在研究中也可以作为受体配基检测的重要工具.GPCRs体内本底含量很低,如果需要大量的GPCRs活性蛋白进行应用研究,体外异源表达是一种重要途径.通过对GPCRs在不同表达系统的高水平表达策略进行综述,将为GPCRs在体外的高含量表达提供有效参考,为探索GPCRs分子结构以及结构与功能的关系,更好地在各个领域应用GPCRs奠定基础.

肝脏G蛋白偶联受体与糖代谢调节

肝脏是调节机体能量平衡尤其是糖、脂代谢的主要器官。在前糖尿病状态,患者表现为高胰岛素血症以及包括肝脏在内的外周组织的胰岛素抵抗,但不表现为空腹血糖升高。随着病程的发展,患者自身代偿能力逐渐衰退,出现肝脏糖代谢紊乱,糖原分解和糖异生增强,空腹血糖水平增高,最终发生糖尿病。研究表明,一些G蛋白偶联受体(GPCRs)参与了肝脏糖异生、糖原分解等代谢途径的调节,在肝糖代谢中发挥着重要作用。该文综述了参与肝糖代谢调节作用的GPCRs,以及靶向GPCRs改善胰岛素抵抗、治疗2型糖尿病的研究进展。

GPCR二聚体结构及功能

G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)是最广泛表达的膜蛋白家族之一,其可接收胞外信号刺激,通过自身构象变化激活胞内G蛋白等一系列信号通路,参与众多生理调节过程,具有重要的功能,因此其也是重要的药物靶点。GPCR二聚化是调控其功能的重要形式之一,靶向GPCR二聚体开发药物是药物研发的一个新方向。越来越多的研究报道了GPCR二聚化及其结构与功能调控的机制,本文综述了GPCR二聚体结构及功能的研究进展,为了解GPCR二聚体的发现、二聚化方式、功能调控机制,及进一步靶向GPCR二聚体药物开发提供了研究基础。

GPCR-neuropeptide轴通过促进细菌感染期间的替代性极化来抑制嗜中性粒细胞的过度活跃

据Gour N 2024年2月13日[Immunity,2024,57(2):333-348.]报道,美国所罗门-H-斯奈德神经科学系研究人员通过研究中性粒细胞不同功能状态的机制,揭示了G蛋白偶联受体Mrgpra1信号在中性粒细胞中的关键作用,它控制着中性粒细胞在细菌性肺炎期间的活化。该团队发现的一种平衡中性粒细胞反应的途径,可能成为预防和治疗难治性肺部感染的靶点。

G蛋白偶联受体的结合在镇痛中的作用[英]

体内组织特异性G蛋白偶联受体（GPCR）对于镇痛药物的发展非常重要，μ-和δ-阿片受体就属于此类。Daniels等的研究表明，同时作用于这两种受体的二价配体有与吗啡相似的镇痛效果，且无副作用。δ-阿片受体与μ-阿片受体激动剂耐受性和依赖性的形成有关，因而研究者提出同时调节两种受体的二价配体可能改善止痛药物的副作用，同时也可为研究受体的协同作用提供有力的工具。

利用深度迁移学习靶向GPCRs的配体活性预测

G蛋白偶联受体(GPCRs)是最重要的药物靶标之一,约占市场上药物靶标的34%。药物发现过程中,配体生物活性的准确建模和解释对于筛选苗头化合物至关重要。研究表明,同源的G蛋白偶联受体能提升配体分子生物活性的预测性能和可解释性。提出了一种新的方法GLEM,用多任务下的深度迁移学习来预测配体的生物活性,并通过组稀疏来识别相关的关键子结构。GLEM方法在9组30个具有代表性的人类GPCR数据集上进行了实验,这些GPCRs涵盖了大部分人类GPCRs的子家族,每个GPCR数据集都包含60~3000个配体。实验结果表明,GLEM方法在绝大多数数据集中都获得了最好的性能。与单任务学习方法相比,GLEM方法在r2上平均提升了31.72%;与深度学习方法相比,GLEM方法在r2上平均提升了22.45%。此外,还评估了不同数量的训练样本对模型性能的影响,实验发现GLEM方法在小样本情况下表现最好。

5-HT_(1A)受体蛋白在PC12细胞膜转运的动态变化

目的在神经元样PC12活细胞上进行实时、可视和定量研究5-羟色胺1A受体的时空分布、膜转运和信号传导机制。方法运用RT-PCR方法获得小鼠5-HT1A基因,并插入到pEGFP-N1真核表达载体中。采用阳离子脂质体方法将质粒转染至PC12细胞和HEK293细胞中,通过G418筛选出稳定表达5-HT1A-EGFP的PC12细胞系。运用激光共聚焦成像系统观察活细胞中5-HT1A-EGFP的表达情况,利用光漂白荧光恢复(FRAP)技术在PC12细胞膜局部漂白后观察5-HT1A-EGFP荧光蛋白在细胞膜上转运的情况。结果克隆所获得的小鼠5-HT1A基因是准确的。5-HT1A-EGFP蛋白清晰的分布于PC12和HKE293细胞膜上。通过FRAP技术观察到漂白区域的细胞膜在100s内有部分恢复,说明受体在细胞膜上发生转运。结论建立了稳定表达5-HT1A-EGFP融合蛋白的PC12细胞系,并利用活细胞成像和FRAP技术观察分析并证实了5-HT1A受体在PC12细胞的膜表面的表达和转运的动态变化。

短链脂肪酸受体GPR43的研究进展

短链脂肪酸受体(G protein-coupled receptor 43,GPR43)属于G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCR)家族,因其与脂肪和糖代谢相关,在过去的10年中其研究日益受到重视。研究表明,GPR43不仅可以通过参与调节食欲和胃肠肽的分泌来调节脂肪的分解与形成,最终与代谢性疾病如肥胖、2型糖尿病和心血管病的密切相关;而且GPR43还参与调节人身体血脂浓度和炎症发生过程,甚至还与细胞的癌变密切相关。GPR43作为糖代谢、脂肪代谢的重要调节受体,已经成为一个重要的药物筛选靶点。针对GPR43受体的研究现状进行了总结并对今后的应用研究进行了展望。

中国科学院深圳先进技术研究院研究员袁曙光:提出GPCR激活新理论 专注护航生命健康

对医学界而言,G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCR)绝对不容忽视。根据对人类基因组进行序列分析所得结果,医学界预测出人体存在近千种基因编码GPCR。其对人类行为和情绪调节、免疫系统调节、自主神经系统调节和细胞密度调节产生重要作用,帮助人体维持稳态。目前,世界药物市场上至少有1/3的小分子药物是GPCR的激活剂或者拮抗剂。

趋化素受体的研究进展

趋化素受体是G蛋白偶联受体(G Protein-Coupled Receptors,GPCRs)家族的重要成员,广泛分布于人体各组织器官中,参与炎症反应、血管生成、脂质和葡萄糖代谢等多种生理过程,与炎症性疾病、癌症、代谢综合征等多种疾病的发生发展密切相关。本文综述了趋化素受体家族的结构、信号转导特性、相关疾病和拮抗剂类药物开发的最新研究进展,以期为后续研究趋化素受体功能和开发新型药物提供思路和参考。