7.15 : G タンパク質共役型受容体

G タンパク質共役受容体 (GPCR) は、ヘテロ三量体 G タンパク質と一時的に結合し、光、匂い、ホルモン、サイトカイン、神経伝達物質などの感覚刺激に対する適切な応答を誘導する膜結合受容体です。

GPCR はヘプタヘリックス、7TM、またはサーペンタイン受容体とも呼ばれ、二重層にまたがって円筒形のコアを形成する 7 つの (H1 ～ H7) 膜貫通アルファヘリックスで構成されています。 膜貫通ヘリックスは、3 つの細胞外ループと 3 つのサイトゾル ループによって接続されています。 細胞外ループとともに、膜貫通アルファヘリックスは GPCR の中央のリガンド結合ポケットを形成します。 対照的に、3 番目の細胞質ループはヘテロ三量体 G タンパク質結合部位として機能します。

リガンド結合は、構造変化を受ける GPCR を活性化し、ヘテロ三量体 G タンパク質にも高い親和性で結合します。 活性化された GPCR は、複数の G タンパク質に結合して活性化し、シグナルを増幅します。 次に、G タンパク質は下流のエフェクターに結合して活性化し、細胞反応を引き起こします。

構造的には、すべての哺乳類の GPCR は 7 つの膜貫通αヘリックス ドメインで構成されていますが、それらは配列と機能が大きく異なります。 GPCR は、クラス A (ロドプシン様)、クラス B (セクレチン受容体様または B1)、クラス B2/接着タイプ、クラス C (グルタミン酸受容体様)、クラス F (フリズルド様) の 5 つのクラスに大きく分類されます。 ）。

1. クラス A は、ロドプシンとベータアドレナリン受容体を含む GPCR の最大のサブファミリーを形成します。
2. クラス B には、グルカゴン、副甲状腺ホルモン、血管作動性腸管ペプチド (VIP) 受容体などのホルモン結合受容体が含まれます。
3. 接着または B2 受容体クラスには、接着型G タンパク質共役受容体、または細胞の接着と遊走に必須の ADGRL1 や ADGRG1 などの受容体の ADGR グループが含まれます。
4. クラス C には、カルシウム感知受容体、ガンマアミノ酪酸 (GABA) B 型受容体、代謝型グルタミン酸受容体、およびいくつかの味覚受容体が含まれます。 他のグループとは異なり、このグループはリガンド結合に特徴的なフライトラップ モジュールを使用します。
5. クラスFは縮れ状とも呼ばれ、スムージング受容体またはSmo受容体を含み、胚発生において機能します。

全体として、人間は 800 以上の GPCR で構成されています。 これらの多くはホルモン、成長因子、または内因性リガンドを検出しますが、他のいくつかは嗅覚および味覚反応に関与します。

したがって、GPCR は重要な生理学的経路を調節しており、糖尿病、がん、肥満、うつ病、アルツハイマー病などの疾患を治療するための優れた薬物標的です。 承認された医薬品のほぼ 35% は、特定の GPCR と選択的に相互作用することによって治療効果を発揮します。 一般的に使用されるクラスの薬剤の 1 つであるベータ遮断薬は、ベータ アドレナリン受容体を標的とし、高血圧、不整脈、不安などの症状を治療します。 GPCR は、さまざまな病状に対する武器庫を作成するための効果的な標的を提供します。