身体哨兵就是你G蛋白偶联受体

你知道的，眼可视，舌可尝，鼻可嗅。

再往深想想，眼睛怎样分辨得出红黄蓝绿紫，舌头为什么分得出酸甜苦辣，而鼻子又怎嗅得出玫瑰花香？

就让这一届的诺贝尔获奖者来告诉你吧。

今天下午5时45分，斯德哥尔摩时间10日11时45分，诺贝尔化学奖授予美国杜克大学医学中心药学与生物化学教授莱夫科维茨和美国斯坦福大学医学院分子与细胞学教授科比尔卡，以奖励他们在“G蛋白偶联受体上的成就”。

其实，你之所以能视，可尝，可嗅，最特别的地方不在于形态或基因，而在于一种分布在细胞膜上的特殊蛋白质，它们是感官细胞表面直接接受外界信号的探测器G蛋白偶联受体。

它为什么能获奖？不妨这样去想想如果G蛋白偶联受体相当于锁，那么G蛋白相当于锁芯，配体相当于钥匙。钥匙（比如激素等）得过诺贝尔奖，锁芯得过诺贝尔奖，那么，轮到锁了。

找到“身体哨兵”

来个恶作剧式的假想：你鼻子里的某些嗅觉G蛋白偶联受体既能与芳香烃结合，又能与硫化物结合。那么，很不幸，你一定会把“臭”当成“香”一个劲儿地嗅。

问题出在哪儿？G蛋白偶联受体。

G蛋白偶联受体，感官细胞表面直接接受外界信号的探测器，相当于细胞的“鼻子”和“眼睛”。它位于细胞膜上，能够接受信号。比如激素，要产生作用，就得靠它。

如果可以钻进细胞内部，你看到的细胞膜上的这个小东西就像是七块补丁。其实，绝大多数的G蛋白偶联受体都有七根像柱子一样穿过细胞膜的螺旋状结构。作为一个穿膜而过的蛋白质，它有位于细胞外的部分，也有位于细胞内的部分。

再来看看它的工作吧。我们来慢动作分解“看见光”这一全过程。首先，光线通过电磁辐射信号，射向人的体表，G蛋白偶联受体迅速将之转化为细胞内的化学信号，当小分子钻进七根螺旋柱之间的时候，这种力量导致视黄醛发生形态变化，再将信号传输给视觉神经，最终我们的大脑进行确认：这是光。

“G蛋白偶联受体就是人体感知外部世界最前沿的哨兵。一旦它紊乱了，那么身体彻底变成了"孤儿"。”中国科学技术大学化学物理系教授江俊说。

它原来是一个大家族

在20世纪大部分时间里，这是科学界的一个未解之谜：细胞表面是不是存在某种激素的接收器？它们究竟由什么组成、如何工作？

今天，G蛋白偶联受体解释了所有的疑问。

1968年，莱夫科维茨开始利用放射性方法追踪细胞受体。他将同位素碘连接在多种激素分子上，在辐射的作用下，他发现若干种受体，其中包括一种肾上腺素受体：β-肾上腺素受体。他的团队从细胞膜中分离出了隐藏其中的受体，并初步得出了它们的工作机制。

进一步的突破，是在12年之后。团队新来的伙伴科比尔卡决定建一个哺乳类染色体基因序列的图书馆，用已有的片段筛选。这会将克隆的时间拉长，所有的克隆拼接起来展现出完整的序列。

这个计划成功了。

“那真是如阿基米德高呼"找到了"的时刻。”科比尔卡回忆说。那时，大约发现了30种G蛋白。“你能想象吗，这是一个完整的家庭。”

然后，人们知道这个家族被称为G蛋白偶联受体，大约1000个基因为这些受体编码；这些受体涵盖了光线、嗅觉、味觉、肾上腺素、组胺、多巴胺还有五羟色胺等多个领域。

而就在去年，科比尔卡又取得了另一项重大突破：他和他的研究组捕捉到了β-肾上腺素受体被激素激活、向细胞发送信号的那一瞬间的景象。

全球新药一半靠它

G蛋白偶联受体，到底有多重要？

“最大的意义在于，找到了药物设计的一个新方向。”美国阿肯色大学医学博士、浙江贝达药业有限公司董事长丁列明说，近十年，全球一半新药都作用于G蛋白偶联受体；全球最畅销的20种药物里有12种都是以它作用靶标，每年的销售总额高达2000亿美元。

据丁列明介绍，在我国16个“新药创制专项”目录中，其中一项就是支持G蛋白偶联受体相关药物的研究。“对于制药业来说，解析一个G蛋白偶联受体结构就是一股新的活力。”

当然，还不止于此。

“未来的研究领域更广。”江俊说，弄清楚G蛋白偶联受体的内部工作机理，也可以进行仿生设计学的研究。就像叶绿素一样，通过对太阳能吸收、传递和存储的机理，进行仿生研究，在能量传输的基本概念和材料研发上应该也会有所突破。

还有这样一种想象：鸟类迁徙中的导航能力是否也可以应用到人类的生活中来呢？而G蛋白偶联受体的研究，将把这一想象变成可操作的实验。

当然，莱夫科维茨更知道自己的研究分量有多重。奖项揭晓后，一位评选委员会评委举起一杯热咖啡说，人们能看到这杯咖啡、闻到咖啡的香味、品尝到咖啡的美味以及喝下咖啡后心情愉悦等都离不开受体的作用。

看吧，一切美妙，皆受“G蛋白偶联受体”所赐。我们唯一能做的就是，享受它。