Рецепторы, сопряжённые с G-белком, (англ. G-protein-coupled receptors, GPCRs), также известные как семиспиральные рецепторы или серпантинные рецепторы[1], составляют большое семейство трансмембранных рецепторов. GPCR выполняют функцию активаторов внутриклеточных путей передачи сигнала, приводящими в итоге к клеточному ответу. Рецепторы этого семейства обнаружены только в клетках эукариот: у дрожжей, растений, хоанофлагеллят[2] и животных. Эндогенные лиганды-агонисты, которые связываются и активируют эти рецепторы, включают гормоны, нейромедиаторы, светочувствительные вещества, пахучие вещества, феромоны и варьируются в своих размерах от небольших молекул и пептидов до белков. Нарушение работы GPCR приводит к возникновению множества различных заболеваний, а сами рецепторы являются мишенью до 40 % выпускаемых лекарств[3]. Точный размер надсемейства GPCR не известен, но почти 800 различных человеческих генов (или около 4 % от всего кодирующего белок генома) были предсказаны из анализа последовательности генома[4]. Несмотря на многочисленные схемы, было предложено разделить надсемейство на три основных класса (a, b и c).
Семейство GPCR подразделяют на 6 классов на основании гомологии их аминокислотных последовательностей и функционального сходства[5][6][7][8]:
Класс A является на сегодняшний день самым большим, поэтому далее поделён на 19 подклассов (A1-A19). По предположениям более половины рецепторов из данного класса кодируют обонятельные рецепторы, тогда как остальные 15 % — кодируют рецепторы эндогенных соединений[9]. Кроме того, недавно была предложена альтернативная система классификации (GRAFS)[4].
Человеческий геном кодирует порядка 350 рецепторов, связанных с G-белками, которые связывают гормоны, факторы роста и другие эндогенные лиганды. Функция около 150 рецепторов, обнаруженных в геноме человека, остаётся невыясненной.
Рецепторы, связанные с G-белками вовлечены в широкий круг физиологических процессов. Вот некоторые примеры:
Семейство рецепторов, связанных с G-белками — это семейство интегральных мембранных белков, которые содержат семь доменов, пронизывающих мембрану (трансмембранных спиралей). Внеклеточная часть состоит из петель, в которых среди прочих остатков содержатся два высококонсервативных остатка цистеина, образующих дисульфидную связь, что стабилизирует структуру рецептора.