一、GPCR:细胞膜上的全能信号天线
GPCR 即 G 蛋白偶联受体,拥有标志性七次跨膜结构,是人体内数量最庞大的膜受体家族,广泛分布在全身各组织细胞膜上。它如同细胞的外置接收器,负责识别激素、神经递质、气味分子、光源等各类胞外信号,再把外界信号转化为胞内生化反应,统筹人体多项生命活动,按生理功能主要分成五类:
感官受体:嗅觉、感光受体,实现嗅觉分辨与视觉感光;
神经类受体:多巴胺、去甲肾上腺素受体,是抑郁症、精神分裂症药物核心靶点;
代谢受体:管控糖脂代谢,围绕它开发肥胖、糖尿病靶向药;
免疫受体:调控机体炎症反应,用于类风湿关节炎等自身免疫病研发;
心血管激素受体:调节心率与血管张力,多数降压药以此为作用靶点。

图:GPCR的信号传导
From: https://www.ktsmo.com/news2/info.aspx?itemid=421
二、药物研发黄金靶点,三种用药机制各有用途
目前全球 30%~40% 上市药物靶向 GPCR,药物以小分子制剂为主,作用模式分为三大类:
受体激动剂:结合并激活 GPCR 启动下游信号,哮喘平喘的 β 受体激动剂是典型代表;
受体拮抗剂:抢占结合位点但不激活受体,阻断异常信号传导,多数临床降压药属于此类;
偏向性配体:选择性调控受体单条下游通路,在保证药效的同时减少毒副作用,是新一代 GPCR 新药研发主流方向。
三、六大检测方案,搞定 GPCR 高通量药物筛选
GPCR 根据耦合 G 蛋白亚型(Gs/Gi/Gq)分化多条下游通路,对应多套成熟筛选技术,适配海量化合物高通量筛选:
1.cAMP 检测(Gs/Gi 通路):
现在已有许多兼容HTS的检测技术可以测量这些GPCR第二信使。TR-FRET(均相时间分辨荧光)能够持续产生高质量数据,采用均质检测,信号和试剂稳定性优异,兼容测验自动化,且兼容384和1536孔板。
以 cAMP 为例
THUNDER™ cAMP检测是用于定量测定细胞裂解液中的3′,5′-环单磷酸腺苷(cAMP),基于均相TR-FRET技术,兼容各种物种的贴壁细胞和悬浮细胞,具有简单,快速和灵敏的优势。试剂盒基于竞争法,标记荧光供体和受体的cAMP抗体Eu-Ab1和FR-Ab2,已经与带有Biotin标签的cAMP结合,形成复合物,产生能量共振转移FRET(615nm),进而产生665nm荧光信号,细胞裂解液中的游离cAMP会与Biotin-cAMP竞争,与抗体FR-Ab2结合,阻断信号产生,荧光信号强度与游离cAMP浓度成反比。全程仅需1h,免洗,可高通量。


2.下游磷酸化/转录因子
以Phospho-ERK为例
THUNDER TR-FRET时间分辨荧光共振能量转移,检测技术灵敏度高,特异性好,重复性好,操作简单,仅需1~4h。一种基于荧光共振能量转移(FRET,Fluorescence Resonance Energy Transfer)和时间分辨荧光(TRF, Time-Resolved Fluorescence)的技术,采用夹心法,检测胞内ERK磷酸化水平和总ERK水平。

图. THUNDER磷酸化蛋白检测原理示意图
用EGF处理HEK293细胞(50,000个细胞/孔)室温下孵育10分钟。数据显示,EGF刺激ERK1/2在T202/Y204点位的磷酸化。用抑制剂Erlotinib处理HEK293细胞(50,000个细胞/孔),在室温下孵育15分钟,然后用0.5nM EGF刺激细胞,在室温下孵育10分钟。数据显示,Erlotinib可以抑制ERK1/2在T202/Y204点位的磷酸化。
四、全链条 GPCR 研发试剂配套齐全
一站式配齐各类实验物料:TR-FRET 系列标记抗体、cAMP 与多靶点磷酸蛋白检测试剂盒;双萤光素酶、NanoLuc 活细胞检测试剂盒;Fluo-8 钙流试剂盒,同时可提供 SPR 分子结合检测服务,完整覆盖从分子互作到细胞药效全筛选流程。