荧光团标记、纳米盘重组及G蛋白偶联受体的单分子观测

摘要： 激动剂配体激活G蛋白偶联受体（GPCRs）是通过受体构象从非活性态向活性态转变介导的。我们描述了一种新型单分子检测技术，可实时监测单个GPCR分子中与激活相关的构象转变。该受体在跨膜螺旋6末端通过位点特异性标记Cy3荧光探针，并重构成锚定于显微镜载玻片的磷脂纳米盘结构。随后通过单分子全内反射荧光显微镜持续追踪单个受体分子，揭示出非活性态与类活性态构象间的自发转换。该检测技术能提供受体非活性与活性构象的平衡分布信息及构象交换速率常数。实验既可在无配体条件下进行（揭示导致基础信号活性的自发构象转换），也可在激动剂或反向激动剂配体存在时开展（揭示配体如何改变受体动力学以刺激或抑制信号活性）。所获机制信息有助于设计更优的靶向GPCR药物。该单分子检测技术以β2肾上腺素能受体为例阐述，但可推广至多种GPCR类型。