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G蛋白偶联受体(GPCRs)又称7次螺旋跨膜蛋白受体,是体内最大的蛋白质超家族,迄今为止发现的人GPCR有上千种.G蛋白偶联受体是细胞整合膜蛋白,它可以与激素、神经递质、光、气味分子等小分子物质发生相互作用,在细胞信号传递中发挥着重要作用.人类重大疾病的发生往往都与GPCR功能紊乱有关.据统计,目前2/3以上的药物开发以及1/10以上的世界前200最畅销药物都是以GPCR作为药物靶点.尽管GPCR作为药物靶点的重要性已经非常清楚,但是对于它们原子级的精细结构尚不清楚,大大降低了结构依赖性药物设计的针对性.由于天然细胞或组织中GPCR的含量很低,需要通过重组表达技术获得,现将近期重组表达体系研究进展总结如下： (1)在哺乳动物细胞表达体系中,GPCR能够进行糖基化、磷酰化等绝大部分翻译后修饰,有利于其产生正确的折叠以及在细胞膜上的定位.此外,哺乳动物细胞膜还为GPCR提供稳定的储存环境.但在GPCR过表达时,会出现异源糖基化的现象,部分蛋白会出现错误折叠的现象.(2)昆虫细胞表达体系表达GPCR的产量可以达到毫克级别,sf9细胞和high5细胞是最常用的两种昆虫细胞.研究表明,不同细胞系表达GPCR时产量差异很大,因此在大量表达之前必须要选择最佳的细胞系.昆虫细胞的培养条件不像哺乳动物细胞那么苛刻,但是需要添加脂质等成分.同时,蛋白出现错误折叠的几率也要略微大于哺乳动物细胞.(3)酵母表达体系已经用于很多GPCR的表达,其中,酵母P.pastoris的表达产量相对较高,且在其培养基中加入配体和二甲基亚砜会增加GPCR的表达产量.与哺乳动物细胞相比,酵母细胞膜的麦角固醇含量较高,胆固醇含量略低,表达功能性蛋白时需要调整上述含量.(4)大肠杆菌表达系统跟酵母系统一样,表达周期短,成本低,但是缺少相应的翻译后修饰,细胞内膜也没有胆固醇.为了表达功能性蛋白,GPCR的N端和C端需要加入融合蛋白,而以包涵体状态表达时可以不加.(5)无细胞表达系的表达产量可以达到1mg/ml,表达出的GPCR既可以是溶解状态也可以在加入合适的去垢剂后成为溶解状态,插入脂质体后即可成为功能性蛋白.N端标签的选择非常重要,加入更小的标签如T7尾巴和硫氧化还原蛋白可提高表达效率.随着新型重组技术的发展,已有上百种GPCRs在不同的表达体系中得到了表达,但到目前为止仅有少数能够获得高质量的晶体,说明重组表达蛋白质量仍达不到结晶要求,需要进一步探索能够帮助其正确折叠的辅助分子.