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'''G蛋白偶联受体'''（'''G [[Protein]]-Coupled Receptors'''， '''GPCRs'''）,是一大类[[膜蛋白]][[受体 (生物化学)|受体]]的统称。这类[[受体]]的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋，且其[[肽链]]的[[C端]]和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有[[G蛋白]]（[[鸟苷]]酸[[结合蛋白]]）的[[结合位点]]。目前为止，研究显示G蛋白偶联受体只见于[[真核生物]]之中，而且参与了很[[多细胞]][[信号转导]]过程。在这些过程中，G蛋白[[偶联]]受体能结合[[细胞]]周围环境中的[[化学]]物质并激活细胞内的一系列信号通路，最终引起细胞状态的改变。已知的与G蛋白偶联受体结合的[[配体 (生物化学)|配体]]包括气味，[[费洛蒙]]，[[激素]]，[[神经递质]]，[[趋化因子]]等等。这些受体可以是小[[分子]]的[[糖类]]，[[脂质]]，[[多肽]]，也可以是[[蛋白质]]等生物[[大分子]]。一些特殊的G蛋白偶联受体也可以被非化学性的刺激源激活，例如在[[感光细胞]]中的[[视紫红质]]可以被光所激活。与G蛋白偶联受体相关的疾病为数众多，并且大约40%的现代药物都以G蛋白偶联受体作为靶点。<ref name="pmid17139284">
G蛋白偶联受体的下游信号通路有多种。与[[配体]]结合的G蛋白偶联受体会发生[[构象]]变化，从而表现出鸟苷酸[[交换因子]](GEF)的特性，通过以[[三磷酸鸟苷]](GTP)交换G蛋白上本来结合着的[[二磷酸鸟苷]](GDP)使G蛋白的α[[亚基]]与β、γ亚基分离。这一过程使得G蛋白(特别地，指其与GTP结合着的α亚基)变为激活状态，并参与下一步的信号传递过程。具体的传递通路取决于α亚基的种类(:en:Gαs|G<sub>αs</sub>, :en:Gαi|G<sub>αi/o</sub>, :en:Gαq|G<sub>αq/11</sub>, [[:en:G12/G13 alpha subunits|G<sub>α12/13</sub>]]).<ref name="Wettschureck_2005">其中主要的两个通路分别以由[[三磷酸腺苷]]环化产生的[[环腺苷酸]](cAMP)和由[[磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸]](PIP2)水解生成的[[肌醇三磷酸]](IP3)和[[甘油]]二酯(DAG)作为[[第二信使]]， <ref name="Gilman A.G. 1987 615–649"> 详见[[G蛋白偶联受体#环腺苷酸信号通路|环腺苷酸信号通路]]和[[G蛋白偶联受体#磷脂酰肌醇信号通路|磷脂酰肌醇信号通路]]。
==分类==
根据对人的[[基因组]]进行序列分析所得的结果，人们预测出了近千种G蛋白偶联受体的[[基因]]。 这些G蛋白偶联受体可以被划分为六个类型，分属其中的G蛋白偶联受体的[[基因序列]]之间没有[[同源|同源关系]]。[http://www.ebi.ac.uk/interpro/ISearch?query=gpcr InterPro]
* A 类 (或 第一类) ([[视紫红质样受体]])
* B 类 (或 第二类) ([[分泌素受体家族]])
其中第一类即视紫红质样受体包含了绝大多数种类的G蛋白偶联受体。它被进一步分为了19个子类A1-A19。 最近，有人提出了一种新的关于G蛋白偶联受体的分类系统，被称为GRAFS，即[[谷氨酸]](Glutamate)，视紫红质(Rhodopsin)，[[粘附]](Adhesion)，Frizzled/Taste2以及[[分泌素]](Secretin)的英文首字母缩写。
一些基于[[生物信息学]]的研究着眼于预测那些具体功能尚未明了的G蛋白偶联受体的分类。 <ref name="pmid19364489"><ref name="pmid19594431">研究者使用被称为伪[[氨基酸]]组成的方法利用G蛋白偶联受体的氨基酸系列来预测它们在生物体内可能的功能以及分类。
==结构==
[[Image:Beta2Receptor-with-Gs.png|right|thumb|300px|由β2肾上腺素所激活的G蛋白偶联受体与G蛋白复合体的晶体结构由β2肾上腺素所激活的G蛋白偶联受体与G<sub>s</sub>蛋白复合体的晶体结构()。红色部分显示的是受体，绿色的是Gα亚基，青色的是Gβ亚基，而黄色的是Gγ亚基。可以看到Gα亚基的C端处于一个由第五和第六跨膜螺旋之间的膜内环向外移动所产生的空穴之中。]]
G蛋白偶联受体均是[[膜内在蛋白]]，每个受体内包含七个α螺旋组成的跨膜[[结构域]]，这些结构域将受体分割为膜外[[N端]]，膜内C端，3个膜外环和3个膜内环。受体的膜外部分经常带有[[糖基化]]修饰。膜外环上包含有两个高度保守的[[半胱氨酸]][[残基]]，它们可以通过形成[[二硫键]]稳定受体的空间结构。有些光敏感通道[[蛋白]]和G蛋白偶联受体有着相似的结构，也包含有七个跨膜螺旋，但同时也包含有一个跨膜的通道可供离子通过。
与G蛋白偶联受体相似，脂联素（例如[[:en:ADIPOR1|ADIPOR1]]和[[:en:ADIPOR2|ADIPOR2]]）也包含七个跨膜域，但是它们以相反的方向跨于膜上（即N端在膜内而C端在膜外），并且它们也不与G蛋白相互作用。<ref name="pmid12802337">
早期关于G蛋白偶联受体结构的模型是基于他们与[[细菌]]视紫红质之间微弱的[[相似（生物）|相似]]关系的，其中后者的结构已由电子衍射（蛋白质数据库资料编号：和）和关系的，其中后者的结构已由电子衍射（蛋白质数据库资料编号：和）<ref name="pmid8676377"><ref name="pmid9296502">和[[X射线晶体学|X射线晶体衍射]]实验所获得。在2000年，第一个哺乳动物G蛋白偶联受体——牛视紫红质的晶体结构被解出。 2007年，第一个人类G蛋白偶联受体的结构（和）被解出。2随后不久，同一个受体的更高分辨率的结构被发表出来。22这个人G蛋白偶联受体——β2实验所获得。<ref name="pmid9287223">在2000年，第一个哺乳动物G蛋白偶联受体——牛视紫红质的晶体结构被解出。<ref name="pmid10926528"> 2007年，第一个人类G蛋白偶联受体的结构（和）被解出。<ref name="Rasmussen_2007">随后不久，同一个受体的更高分辨率的结构被发表出来。<ref name="Cherezov_2007"><ref name="Rosenbaum_2007">这个人G蛋白偶联受体——β2[[肾上腺素能受体]]，显示出与牛视紫红质的高度相似，不过两者在第二个膜外环的构象上完全不同。由于第二膜外环组成了一个类似盖子的结构罩住了配体结合位点，这个构象上的区别使得所有对从视紫红质建立G蛋白偶联受体[[同源]]结构模型的努力变得困难重重。
==功能==
G蛋白偶联受体参与众多[[生理]]过程。包括但不限于以下例子：
#[[视觉系统|感光]]:视紫红质是一大类可以感光的G蛋白偶联受体。它们可以将电磁辐射信号转化成细胞内的化学信号，引导这一过程的反应称为[[光致异构化]]。具体细节为：由视蛋白和[[辅因子]][[视黄醛]]共价连接所构成的视紫红质在光源的刺激下，分子内的视黄醛会发生异构化，从“11-顺式”变成“全反式”，这个变化进一步引起视蛋白的构象变化从而激活与之偶联的G蛋白，引发下游的信号传递过程。<ref name="Stuart_1996"><ref name="Hofmann_1996">
#[[嗅觉系统|嗅觉]]：鼻腔内的[[嗅上皮]]和[[犁鼻器]]上分布有很多嗅觉受体，可以感知气味分子和费洛蒙。
#行为和情绪的调节：哺乳动物的脑内有很多掌控行为和情绪的神经递质对应的受体是G蛋白偶联受体，包括[[血清素]]，[[多巴胺]]，[[γ-氨基丁酸]]和[[谷氨酸]]等。
#[[自主神经系统]]的调节：在脊椎动物中，[[交感神经]]和[[副交感神经]]的活动都受到G蛋白偶联受体信号通路的调节，它们控制着很多自律的生理功能，包括血压，心跳，消化等。
#细胞密度的调节:最近在[[盘基网柄菌]]中发现了一种含有脂质激酶活性的G蛋白偶联受体，可以调控该种[[黏菌]]对细胞密度的感应。
#维持[[稳态]]：例如机体内水平衡的调节。<ref name="pmid21802439">
==机理==
=== 配体结合位点 ===
大部分A类受体的配体结合部位处于跨膜螺旋和胞外环附近，不过也有一些例外，如[[糖蛋白]][[激素受体]](GPHR)和富[[亮氨酸]]重复G蛋白偶联受体(LGR)等。其它类型的G蛋白偶联受体则主要以N端与配体结合。 <ref name="pmid18382464"> 也有一些报道指出B类受体的跨膜螺旋上也存在潜在的[[变构]]配体结合位点。<ref name="pmid20512399">
=== 构象变化 ===
