G蛋白偶联受体(GPCR)是人类基因组中最大、最多样化的蛋白质家族，迄今为止已鉴定出800多个成员。它们在细胞和生理过程中发挥着重要作用，包括细胞增殖、分化、神经传递、发育和凋亡。GPCR位于质膜上，可识别多种不同的细胞外刺激，包括光子、离子、小分子、肽和蛋白质。其介导的信号传导通过与不同的细胞内蛋白质（例如异源三聚体G蛋白、抑制蛋白和激酶）偶联而发生，然后激活下游效应器并触发细胞级联反应。GPCR介导的信号通路与多种人类疾病有关，目前市场上30-40%的药物都以GPCR为靶点，用于治疗包括糖尿病、心脏病、肿瘤、免疫病、精神疾病等。
因此，了解GPCR的结构和功能对于研究细胞信号传导和分子识别的基础科学以及药物发现的应用科学都很有价值。
一、GPCR信号传导的双轨机制🔎
图1 GPCR调控网络
GPCR主要通过G蛋白依赖性途径和G蛋白非依赖性途径启动信号传导。激动剂结合通过诱导构象变化来激活受体，激活的受体可以与多种细胞内信号蛋白结合，包括G蛋白、G蛋白偶联受体激酶(GRK)和抑制蛋白(β-arrestin)等。
瑞孚迪(Revvity)提供G蛋白信号通路(cAMP、IP1)和β-arrestin蛋白信号通路的HTRF&Alpha检测试剂。目前有6类试剂盒及一款检测GPCR内吞的pHSense Eu探针重磅上市：
1、G蛋白依赖性通路：经典信号传导主轴
异源三聚体G蛋白(Gα，β，γ)与GPCR的偶联触发核苷酸交换，随后G蛋白解离成Gα和Gβγ亚基。GTP结合的Gα亚基可以调节腺苷酸环化酶(AC)的活性激活下游信号，而Gβγ可以与G蛋白门控内向整流钾(GIRK)通道相互作用。G蛋白介导的信号传导随着GTP水解以及Gα与Gβγ重新结合形成无活性异源三聚体而终止。
环磷腺苷(cAMP)是最重要的GPCR细胞内介质之一。
cAMP的生成与调控机制：
1-生成“开关”：腺苷酸环化酶(AC)
AC是催化三磷酸腺苷(ATP)转化为cAMP的关键酶。
激活途径：Gαs亚基激活AC，促使细胞内cAMP增加。
抑制途径：Gαi亚基抑制AC活性，导致cAMP减少。
2-降解“刹车”：磷酸二酯酶(PDE)
PDE会将cAMP降解为AMP，降低信号强度。当细胞内加入一定浓度的IBMX（PDE抑制剂），可引起cAMP的积聚。所以通过测定cAMP的含量，可以用于评估Gαi/s通路的激活程度。
脂酰肌醇级联反应：
当细胞外的信号分子与Gαq受体结合后，激活细胞膜上的磷脂酶C(PLC-β)；
PLC-β水解磷脂酰肌醇4，5-二磷酸(PIP2)为肌醇1，4，5-三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)；
IP1是IP3的转化产物之一，IP3的半衰期很短，其产生后在磷酸酶的作用下生成IP2，然后生成IP1，终产物为myo-肌醇；
LiCl能够阻止IP1转化为myo-肌醇，当细胞内加入一定浓度的LiCl，可引起IP1的积聚。所以通过测定IP1的含量，可以用于评估Gαq通路的激活程度。
HTRFGTPGi结合测定原理：
激动剂刺激GPCR诱导Gαi亚基处的GDP/GTP核苷酸交换，Eu-GTP取代与Gα结合的GDP。Gαi则通过添加d2标记的抗Gαi抗体进行检测。当Eu和d2靠近并在酶标仪激发时，它们之间会产生荧光共振能量转移，直接反映GTP和Gαi的结合。
图2 G蛋白信号通路的HTRF&Alpha检测试剂
2、G蛋白非依赖性通路
β-arrestin是一种多功能信号蛋白，在许多生理和病理过程中发挥着重要作用，包括脱敏、内化和隔离以及GPCR的运输。
β-arrestin1、2是GPCR脱敏和内化的介质，广泛分布于各种组织和细胞中。
由于β-arrestin能够抑制广泛的G蛋白信号并激活更直接的传导级联，因此开发β-arrestin相关药物比通常的GPCR靶点药物更不易产生副作用。
图3 β-arrestin蛋白信号通路的HTRF检测试剂
越来越多的研究发现GPCR内吞不仅仅只依赖于β-arrestin，还可能通过其他方式介导内吞。pHSense Eu探针可轻松实现GPCR内化过程的动态全景监测，为GPCR类药物开发提供了从分子机制到临床转化的关键评估工具。
图4 pHSense Eu探针
二、Tag-lite®技术：配体结合研究的革新方案💡
1、构建标记细胞
2、受体配体结合实验：HTRF信号生成
图5 受配体结合研究试剂
三、磷酸化蛋白检测📝
图6 部分磷酸化蛋白检测产品（HTRF/Alpha胞内磷酸化/总蛋白检测试剂盒）
