最高等級的學報科學和本質的閱讀程序也許最近已经注意條款一個最近通知，在科學的 2012 7月 13日，問題，與生物和醫學的深刻的重要性。 這些文章，協作今年發布的全部由 Raymond 史蒂文斯教授帶領 Scripps 研究所實驗室，照亮稱 G 蛋白質耦合的感受器官的蛋白質一個大和醫療重要系列 (GPCRs)。
GPCRs 在細胞膜坐并且感覺在細胞之外的多種分子，包括氣味、激素、神經傳送體和光。 在束縛這些分子以後， GPCRs 觸發器在細胞裡面的一種特定回應。 許多藥物，包括過敏和重點治療和藥物帕金森的和亨廷頓疾病的，瞄準這些蛋白質。
今年，被發表的論文等劉 1月 19日 (科學， 335， 1106) 由在油脂 GPCR (等汗森，科學， 335， 851， 2月 17日)， Kappa 阿片樣物質感受器官 (等吳，本質， 485， 327， 3月 21日) 和 nociceptin 阿片樣物質感受器官 (等湯普森，本質， 485， 395， 5月 17日) 的晶體結構的相關發行迅速跟隨。 最近發行是在 A2A 腺苷感受器官 (等劉，科學， 336， 232， 7月 13日) 的 1.8 埃高分辨率結構并且迄今是其中一個最高分辨率的結構人力膜蛋白質。 這個結構顯示這個感受器官和配合基作為變構的機器控制由鈉、水、膽固醇和油脂。
這些發現由創新膜技術 (JCIMPT) 和 GPCR 網絡繼續處理的生物問題，一部分 NIH 共同基金聯接中心開發的技術使成為可能的蛋白質結構主動性：在國家學院的生物通用醫學 (NIGMS) 在貝塞斯達，馬里蘭 (NIGMS PSI ：生物)。
逃避 GPCRs
其構成原子的準確，三維排列在一些方面是蛋白質的最終秘密。 更多比其氨基酸順序，這個 3D 結構把握這個關鍵對知道蛋白質如何配合與其在這個機體的自然合作夥伴分子或與藥物分子。
但是膜蛋白質結構是一樣難確定，因為他們有價值，并且最重要的結構，很多 GPCRs，經常最逃避。 GPCRs 是極為脆弱，脆弱的蛋白質，當沒停住在他們的當地細胞膜內。 哄騙他們排列形成水晶，因此他們的結構可以是確定的通過 X-射線結晶學，是一個強大的挑戰數十年。 為此，在 2004年 NIH 共同基金顯示了膜蛋白質表達式和安定技術作為創新和投資優先範圍。
被確定的第一個高分辨率人 GPCR 結構是β2 腎上腺素能的感受器官，在 2007年發布由史蒂文斯的實驗室和斯坦福的布賴恩 Kobilka 實驗室。 在以後三年，仅四个 GPCR 还構建做它成文件和查找結構數百在人力 proteome 的其他醫療相關 GPCRs 似乎下一代的一項任務。
現在有更多樂觀。 「射波的網絡瞄準 GPCRs 就像從多種 GPCR 結構分組獲得有代表性的結構，并且向這些求助我們只很可能需要大約 100 個結構」，一位藥物學家說布賴恩 Roth，實驗室合作以 GPCR 網絡查找 Kappa 阿片樣物質和 nociceptin 感受器官結構北卡羅來納的大學的。 「這個社區可能需要仅一些更多歲月執行當然，和，我們已經查找主要 GPCR 藥物目標的結構，例如阿片樣物質感受器官，有對將來的藥物發展的大影響」。
技術突破
什麼是比賽更改的技術突破？
「我總是被問問題」，史蒂文斯說， 「并且這個答復是沒有僅僅一突破，那裡是大約 15 不同發展，每一個緊要地需要與互相的組合，并且他們在很長時間以後一起來。 這些是 20 年的結果承諾由前進這個域和重要決策的幾個國際組由 NIH 共同基金著重膜蛋白質技術開發作為優先範圍重要和投資所有的 NIH 學院」。
其中一些突破改進了研究員的能力生產和淨化在數量的 GPCRs 滿足為結晶進程如同鈾濃縮。 瞄準了穩定 GPCRs 的其他突破，核心結構由七個膜螺線要素做成。 「當您拿走膜時，這些螺旋有潛在散開」，史蒂文斯說。 「是可能的人 GPCRs 演變是不穩定的作為他們的自然功能一部分避免在刺激或信號」。
在過去八年，有資助的研究員從 NIH 共同基金開發了和被改進的三個關鍵 GPCR 安定和結晶技術： 使用穩定基本的 GPCR 結構并且使它可結晶，无需影響其功能的融合蛋白質 (等 Chun，結構， 20， 967， 2012); 使用束縛對 GPCR 并且暫掛它在特定功能相應一致的藥物化合物 (等 Xu，科學， 332， 322， 2011); 并且使用油脂和水分子一個膜仿造的矩陣，叫油脂的立方體階段 (LCP)， GPCRs、膽固醇和配合基比他們可能容易地形成水晶在傳統洗滌劑解決方法執行。
在這些技術的改善獲得了自動化和擴展 LCP 工具箱。 史蒂文斯和助理教授瓦迪姆在結構上的生物學家馬丁 D. Caffrey 在三位一體學院都伯林， Ehud 四輪馬車在大學蘇黎世和 Jurg Rosenbusch LCP 工作編譯的 Cherezov 在 Biozentrum 在巴塞爾，瑞士。 「史蒂文斯和 Cherezov 確實提前存取，并且對結晶的膜蛋白質 LCP 的一般用途」， NIH 節目主持人說吉恩奇恩角，共同基金 JCIMPT 和 GPCR 網絡的。
「這個組也開發預結晶審查工具、下一代結晶機器人學、成像技術和工作與人員在 GM/CA beamlines 在先進的光子來源 (APS)開發技術瀏覽 LCP 為了找出水晶的衍射」，說病區史密斯， PSI 的主任：以及 NIH 共同基金為這個工作提供了資助的生物程序。
當 GPCR 水晶被形成了并且查出時，他們被發送到一個特殊 X-射線結晶學設備經常在 Argonne 國家實驗室的先進的光子來源在 Argonne，伊利諾伊。 「在 Argonne 他們能多年來獲得倫琴射線束越来越小」，史蒂文斯說， 「并且在珍妮特史密斯，羅伯特 Fischetti 和 Nukri 導致的 GMCA 的 beamline 小組 Sanishvili 難以置信地創造性和滿足我們的研究的需要通過開發作為查找在小的倫琴射線束的微型水晶的 rastering 的途徑與我們的範例作為一個示例的這樣新穎的技術」。
有意義數據
既使當解決了 GPCR 的晶體結構，科學家需要執行進一步的分析充分利用結構上的數據和感受器官動力對他們的功能是中央的。 典型 GPCRs 功能一部分通過束縛對合作夥伴 「在這個細胞之外是存在的配合基」分子; 約束活動可能或可能不啟動生物化學请發信號在這個細胞裡面。
在 Scripps 研究，寇特 W-thrich 實驗室，諾貝爾獲獎者和結構上的生物的賽西爾 H. 和 Ida M. Green 教授，適用核磁反應 (NMR)技術確定構像的平衡和分子內費率進程在 GPCRs 如何造成他們的捆綁和信號功能。 「我的實驗室多年來與射波的運作，結合我們核磁共振的專門技術以他們的結晶學專門技術」， W-thrich 說。