2012年諾貝爾化學獎頒給了兩位美國科學家：羅伯特·萊夫科維茨（Robert J. Lefkowitz）和布萊恩·科比爾卡（Brian K. Kobilka），他們因“G蛋白偶聯(lián)受體”研究領域的杰出貢獻而獲獎。
這一久負盛名的受體家族是zui的藥物靶標分子，調(diào)控著細胞對激素，神經(jīng)遞質(zhì)的大部分應答，以及視覺，嗅覺，味覺等。目前世界藥物市場上至少有三分之一的小分子藥物是GPCR的激活劑或者拮抗劑，據(jù)報道，目前上市的藥物中，前50種zui的藥物20%就屬于G蛋白受體相關藥物，比如充血性心力衰竭藥物Coreg，高血壓藥物Cozaar，乳腺癌藥物Zoladex等等。
關于GPCR介導的典型信號傳導，一般都認為于細胞質(zhì)膜表面上，但是這種傳統(tǒng)觀點主要是基于有限的分析方法，以及無亞細胞分辨率條件下得出的結(jié)論。近期來自加州大學等處的一組研究人員提出了不同觀點——他們通過一種新技術，根據(jù)顯微得到的結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這些受體從時間，空間，甚至功能上的不同信號波，指出了GPCR的動態(tài)構(gòu)象新特征。
這種新技術就是一種特異構(gòu)象單鏈抗體，也稱為納米抗體（Nanobodies），這種抗體是具有完整功能的zui小抗體片段，代表著單蛋白鏈抗體中的zui重要結(jié)構(gòu)域，通常只在駱駝和其它一些動物中天然存在。
由于這種抗體的體積小，靈活性強，因此能達到正常抗體無法到達的蛋白區(qū)域，從而也被研究人員用于分析生物受體。事實上這些作用成分也參與了GPCRs和相關G蛋白活性形式的穩(wěn)定和結(jié)晶。這項研究則利用這些活性狀態(tài)特異性的納米抗體，解析了細胞中GPCRs和G蛋白信號何時與何地進行信號傳導的。
研究人員利用納米抗體直接分析了β2-腎上腺素受體——這是一種典型的G-蛋白耦合受體，與其同源G蛋白Gs在活細胞中的激活，他們發(fā)現(xiàn)這種經(jīng)典的GPCR信號傳導既能在細胞質(zhì)膜上發(fā)生，也能在細胞內(nèi)涵體（endosomes）中發(fā)生。內(nèi)涵體是細胞內(nèi)的一個泡狀細胞器，它的釋放與細胞的內(nèi)吞作用（endocytosis）緊密相關。
研究表明在這個過程中，腎上腺素受體激動劑異丙腎上腺素，會如預期的一樣促進質(zhì)膜和早期內(nèi)涵體膜上受體與G蛋白的激活。與此同時，在研究人員施用激動劑后的幾分鐘內(nèi)，內(nèi)化受體也為細胞內(nèi)總cAMP水平做出貢獻。
這也就是說GPCR的激活能引起持續(xù)性G蛋白的離散形式，其內(nèi)化也有助于G蛋白介導的應激反應。這為此前關于這一研究領域的假設提供了確實的證據(jù)，而且也再次表明，大自然設計了許多精巧的連環(huán)作用機制，令細胞中的一些化學因子能傳遞豐富的生物學信息。
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