Ricettore accoppiato alla proteina G (GPCR), chiamato anche recettore a sette transmembrane o recettore eptaelico, proteina situata nella membrana cellulare che lega sostanze extracellulari e trasmette segnali da queste sostanze a una molecola intracellulare chiamata proteina G (guanine nucleotide-binding protein). I GPCR si trovano nelle membrane cellulari di una vasta gamma di organismi, tra cui mammiferi, piante, microrganismi e invertebrati. Ci sono numerosi tipi diversi di GPCR – circa 1.000 tipi sono codificati solo dal genoma umano – e come gruppo rispondono a una vasta gamma di sostanze, tra cui luce, ormoni, ammine, neurotrasmettitori e lipidi. Alcuni esempi di GPCRs includono i recettori beta-adrenergici, che legano l’epinefrina; i recettori della prostaglandina E2, che legano sostanze infiammatorie chiamate prostaglandine; e la rodopsina, che contiene una sostanza chimica fotoreattiva chiamata retina che risponde ai segnali luminosi ricevuti dalle cellule dell’occhio. L’esistenza dei GPCR è stata dimostrata negli anni ’70 dal medico e biologo molecolare americano Robert J. Lefkowitz. Lefkowitz ha condiviso il premio Nobel 2012 per la chimica con il suo collega Brian K. Kobilka, che ha contribuito a chiarire la struttura e la funzione dei GPCR.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Un GPCR è costituito da una lunga proteina che ha tre regioni fondamentali: una porzione extracellulare (il N-terminale), una porzione intracellulare (il C-terminale), e un segmento centrale contenente sette domini transmembrana. A partire dall’N-terminale, questa lunga proteina si snoda su e giù attraverso la membrana cellulare, con il lungo segmento centrale che attraversa la membrana sette volte a serpentina. L’ultimo dei sette domini è collegato al C-terminale. Quando un GPCR lega un ligando (una molecola che possiede un’affinità per il recettore), il ligando innesca un cambiamento conformazionale nella regione a sette transmembrane del recettore. Questo attiva il C-terminale, che poi recluta una sostanza che a sua volta attiva la proteina G associata al GPCR. L’attivazione della proteina G avvia una serie di reazioni intracellulari che terminano infine nella generazione di qualche effetto, come l’aumento della frequenza cardiaca in risposta all’epinefrina o i cambiamenti nella visione in risposta alla luce fioca (vedi secondo messaggero).
Mutazioni sia innate che acquisite nei geni che codificano i GPCR possono dare origine a malattie negli esseri umani. Per esempio, una mutazione innata della rodopsina provoca un’attivazione continua di molecole di segnalazione intracellulare, che causa cecità notturna congenita. Inoltre, mutazioni acquisite in alcuni GPCR causano aumenti anormali dell’attività del recettore e della sua espressione nelle membrane cellulari, che possono dare origine al cancro. Poiché i GPCR svolgono ruoli specifici nelle malattie umane, hanno fornito obiettivi utili per lo sviluppo di farmaci. Gli agenti antipsicotici clozapina e olanzapina bloccano specifici GPCR che normalmente legano la dopamina o la serotonina. Bloccando i recettori, questi farmaci interrompono le vie neurali che danno origine ai sintomi della schizofrenia. Esiste anche una varietà di agenti che stimolano l’attività dei GPCR. I farmaci salmeterolo e albuterolo, che si legano e attivano i GPCR beta-adrenergici, stimolano l’apertura delle vie aeree nei polmoni e quindi sono usati nel trattamento di alcune condizioni respiratorie, tra cui la malattia polmonare ostruttiva cronica e l’asma.