Receptor sprzężony z białkiem G (GPCR), zwany także receptorem siedmioprzetwornikowym lub receptorem heptahelikalnym, białko znajdujące się w błonie komórkowej, które wiąże substancje zewnątrzkomórkowe i przekazuje sygnały z tych substancji do wewnątrzkomórkowej cząsteczki zwanej białkiem G (białko wiążące nukleotydy guaninowe). GPCRs występują w błonach komórkowych wielu organizmów, w tym ssaków, roślin, mikroorganizmów i bezkręgowców. Istnieje wiele różnych typów GPCR – około 1000 typów jest kodowanych przez sam ludzki genom – i jako grupa reagują one na różnorodne substancje, w tym światło, hormony, aminy, neuroprzekaźniki i lipidy. Niektóre przykłady GPCR to receptory beta-adrenergiczne, które wiążą epinefrynę; receptory prostaglandyny E2, które wiążą substancje zapalne zwane prostaglandynami; oraz rodopsyna, która zawiera fotoreaktywną substancję chemiczną zwaną retinalem, reagującą na sygnały świetlne odbierane przez komórki pręcikowe oka. Istnienie GPCRs zostało wykazane w latach 70. przez amerykańskiego lekarza i biologa molekularnego Roberta J. Lefkowitza. Lefkowitz otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2012 r. wraz ze swoim kolegą Brianem K. Kobilką, który pomógł wyjaśnić strukturę i funkcję GPCR.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Regulatory GPCR składają się z długiego białka, które posiada trzy podstawowe regiony: część zewnątrzkomórkową (N-terminus), część wewnątrzkomórkową (C-terminus) oraz segment środkowy zawierający siedem domen transmembranowych. Zaczynając od N-końca, to długie białko wije się w górę i w dół przez błonę komórkową, z długim środkowym segmentem przemierzającym błonę siedem razy w serpentynowym wzorze. Ostatnia z tych siedmiu domen jest połączona z C-końcem. Kiedy GPCR wiąże ligand (cząsteczkę, która wykazuje powinowactwo do receptora), ligand wywołuje zmianę konformacyjną w siedmioczłonowym regionie receptora. Aktywuje to C-końcówkę, która następnie rekrutuje substancję, która z kolei aktywuje białko G związane z GPCR. Aktywacja białka G zapoczątkowuje serię reakcji wewnątrzkomórkowych, które ostatecznie kończą się wygenerowaniem jakiegoś efektu, takiego jak zwiększona częstość akcji serca w odpowiedzi na epinefrynę lub zmiany w widzeniu w odpowiedzi na przyćmione światło (patrz drugi posłaniec).
Mutacje w genach kodujących receptory GPCR, zarówno wrodzone, jak i nabyte, mogą powodować choroby u ludzi. Na przykład, wrodzona mutacja rodopsyny powoduje ciągłą aktywację wewnątrzkomórkowych cząsteczek sygnalizacyjnych, co powoduje wrodzoną ślepotę nocną. Ponadto nabyte mutacje w niektórych GPCR powodują nieprawidłowy wzrost aktywności receptorów i ich ekspresji w błonach komórkowych, co może prowadzić do powstania nowotworów. Ponieważ GPCR odgrywają specyficzne role w chorobach człowieka, stały się one użytecznym celem dla rozwoju leków. Środki przeciwpsychotyczne, klozapina i olanzapina, blokują specyficzne GPCR, które normalnie wiążą dopaminę lub serotoninę. Blokując receptory, leki te przerywają szlaki neuronalne, które wywołują objawy schizofrenii. Istnieje również wiele środków, które stymulują aktywność GPCR. Leki salmeterol i albuterol, które wiążą się z GPCR beta-adrenergicznymi i aktywują je, stymulują otwieranie dróg oddechowych w płucach i dlatego są stosowane w leczeniu niektórych schorzeń układu oddechowego, w tym przewlekłej obturacyjnej choroby płuc i astmy.