分享的是发表在nature communications上的一篇文章，题目是The pocketome of G-protein-coupled receptors reveals previously untargeted allosteric sites，通讯作者是来自德国菲利普斯-马尔堡大学的Peter Kolb教授，课题组主要研究方向是GPCR的对接以及预测功能未知的酶的底物。
G 蛋白偶联受体 (GPCR) 可以将信号从细胞外部传递到内部，从而使细胞能够对其环境的变化做出反应。GPCR 具有至少两个相互作用位点：一个位于细胞外侧，感知信号剂（从光子到肽），另一个位于细胞内侧，为效应蛋白提供结合位点。由于细胞外信号剂和细胞内效应蛋白的库非常有限，这些位点通常在受体亚类中是保守的，这会给选择性靶向特定的受体亚型的工作造成困难。由于 GPCR 是由七个跨膜螺旋组成的束，这些螺旋只是相对松散的耦合，靶向变构口袋是一种规避高度相似的口袋的可能策略。此外，人们通常认为这些替代口袋具有较低的序列同源性，但从未证明。存在个别配体与少数受体上的非正构位点结合的例子，但目前尚不清楚这些结合位点在受体组中的存在程度以及它们的形状和序列是否有区别。
因此，在本文的工作中，作者识别和分析了 113 种不同受体的 557 个 GPCR 结构的所有可识别口袋的集合——口袋组。作者通过小分子探针的充分对接发现蛋白结构中潜在的口袋，并且考虑了受体的溶剂暴露部分和跨膜部分的不同静电势，在所有受体之中分析比较了这些数据。基于活性和非活性构象的 A 类和 B1 类GPCR结构，作者计算了包括主链和侧链原子在内的残基接触。在此过程中，作者确定了对于 A 类和 B1 类 GPCR 的活性或非活性状态至关重要的螺旋间残基接触。之后，作者证明已知和尚未靶向（孤儿）的变构位点（以下分别缩写为 KS 和 OS）包含此类重要的残基接触，说明它们可能与功能相关。为了测试通过将配体与这些位点结合来调节受体功能的可行性，作者对其中两个A类受体毒蕈碱乙酰胆碱受体 M3 (M3R) 和 β2AR以前没有被合成配体靶向的两个口袋进行了位点突变，证明形成这些口袋的残基确实参与了用正构激动剂刺激后的受体激活。最后，作者比较了最常出现的口袋的序列相似性，从而对其整体的选择性潜力进行定量评估。作者认为他们的研究代表了目前对 GPCR 口袋组最详尽的分析，涵盖了 A、B1、B2、C、D1 和 F 类的GPCR受体。
总而言之，为了更好地表征GPCR上的变构口袋，作者通过在计算上充分地对接小分子探针并将结合位置的集合转换为口袋研究了 557 个 GPCR 结构。他们的分析证实了所有先前确定的口袋，并揭示了九个先前未靶向的位点。
本文作者：CYao
责任编辑：JGG
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-29609-6
文章引用：DOI: 10.1038/s41467-022-29609-6
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