劉路路，蔡 欣，張 寧，白 波，陳 京

(濟寧醫(yī)學院神經(jīng)生物學研究所，山東濟寧 272000)

G蛋白偶聯(lián)受體(G protein-coupled receptor，GPCR)，又稱七次跨膜受體，是受體超家族中最普遍的一類。GPCR通過應(yīng)答多種胞外刺激，參與調(diào)控大部分生理和疾病過程。因此，長期以來GPCR都被作為藥物研發(fā)的作用靶標。傳統(tǒng)觀念認為激動劑作用受體只通過G蛋白的活化來啟動下游復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)。近些年人們意識到，GPCR介導(dǎo)的完整信號網(wǎng)絡(luò)并非通過單純的線性G蛋白-第二信使依賴性級聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)。一些GPCR可以偶聯(lián)不同亞型的G蛋白，甚至可以與非G蛋白信號效應(yīng)器作用。例如，GPCR激酶(G proteincoupled receptor kinases，GRKs)和β-arrestins的功能不再局限于控制GPCR的脫敏、內(nèi)化和循環(huán)，也可作為多功能銜接蛋白直接作用于GPCR來介導(dǎo)GPCR的某些特異信號途徑［1］。

“偏向性配體”這一概念的提出，為GPCR介導(dǎo)的復(fù)雜信號網(wǎng)絡(luò)的研究打開了新的視野，也為藥物研發(fā)帶來了新的啟發(fā)。傳統(tǒng)的配體作用模式認為，激動劑作用于受體的功效是平衡無偏向的，可以同時作用于G蛋白和β-arrestin信號通路?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)配體作用于受體的方式是多樣的。偏向性配體可以選擇性地穩(wěn)定受體構(gòu)象中的一種亞型。結(jié)合β-arrestin和G蛋白偏向配體，可以選擇性的增強或抑制GPCR介導(dǎo)的信號網(wǎng)絡(luò)中的某一信號途徑。根據(jù)這一理論的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些真實存在治療功效的偏向性配體類藥物。因此，本文基于GPCR的G-蛋白和β-arrestin依賴性信號，對偏向性配體作用于GPCR的生理學作用和藥物學潛能以及研究偏向性配體的新技術(shù)作進一步綜述。

1 偏向性配體

傳統(tǒng)觀念認為，GPCR的配體能平衡的作用于某一受體下游的多種信號途徑，根據(jù)配體作用于受體的效率可將配體分為:全效激動劑、部分激動劑、中性對抗劑和反向激動劑。全效激動劑和部分激動劑具有穩(wěn)定受體活化構(gòu)象的功效，反向激動劑穩(wěn)定受體的非活化構(gòu)象，而中性對抗劑則對這兩種構(gòu)象的平衡不發(fā)揮任何效應(yīng)(Fig 1a)。由此可知，GPCR激動劑激活的不同信號途徑的多層次反應(yīng)總是相互關(guān)聯(lián)的。

然而近些年，許多實驗現(xiàn)象不能被這一理論詮釋，多種配體在激活不同信號途徑時呈現(xiàn)“不平衡效應(yīng)”。他們能夠?qū)е率荏w選擇性的與不同亞型的G蛋白或β-arrestin進行相互作用，從而偏向某些信號途徑，甚至此信號途徑與受體信號活化的狀態(tài)相矛盾。例如，在某一信號途徑作為對抗劑或反向激動劑的配體，在另一信號途徑中很可能就是自發(fā)的激動劑。此類配體被命名為“偏向性激動劑”“選擇性功能配體”或“偏向性配體”［2］。最早有關(guān)偏向配體的例子是由毒蕈堿的乙酰膽堿受體兩種激動劑證明:卡可林(carbachol)和匹羅卡品(pilocarpine)。受體結(jié)合卡可林能產(chǎn)生由Gαs和Gαq介導(dǎo)的平衡反應(yīng)，但是受體結(jié)合匹羅卡品不能激活Gαs，只能激活Gαq介導(dǎo)PLC活化［3］。因此證實，偏向性配體可以選擇性增強或降低GPCR信號網(wǎng)絡(luò)中的某些途徑。

1.1 G-蛋白和β-arrestin介導(dǎo)的信號 GPCR信號網(wǎng)絡(luò)包括G蛋白介導(dǎo)的信號途徑和β-arrestin介導(dǎo)的信號途徑。G蛋白介導(dǎo)的信號途徑，又稱G蛋白-第二信使依賴性級聯(lián)反應(yīng)，激動劑結(jié)合到GPCR上，激活G蛋白，引起Gα亞基上GDP與GTP的交換，并伴隨Gα亞基與Gβγ亞基的分離。這一分離加速了第二信使系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)物和信號的生成，從而激活PKC/PKA信號通路。此后，活化的GPCR主要通過arrestin介導(dǎo)的脫敏作用被定向降解或再循環(huán)到細胞表面(Fig 1a)。

近年證實，β-arrestin同樣可以作為多功能的銜接蛋白來支撐多種信號蛋白傳遞信號(如:MAPK、EGFR、P13K等)［4］，見Fig 1b，c。并且，跟據(jù)其發(fā)揮功能是否依賴G蛋白，可將β-arrestin參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分為G蛋白依賴型和G蛋白非依賴型(又稱β-arrestin依賴型)。前者主要指GPCR的脫敏作用。激動劑活化 GPCR后，GRKs通過磷酸化GPCR的尾部和胞質(zhì)環(huán)，增強激動劑-受體和β-arrestin的親和力。之后β-arrestin易位到受體復(fù)合物中，阻斷受體與G蛋白的相互作用，隨后受體-β-arrestin復(fù)合物內(nèi)吞到網(wǎng)格蛋白-內(nèi)陷小窩中，完成GPCR的脫敏、內(nèi)化、再循環(huán)途徑。并非所有的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)都需要依賴G蛋白。例如，表達β2-腎上腺素能受體(β2-adrenergic receptor，β2AR)的HEK293細胞中，胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase，ERK)的活化可以依賴Gs-Gi/PKA途徑，也可以通過不依賴G蛋白的β-arrestin途徑進行。β-arrestin依賴型ERK活化途徑具有與G蛋白依賴型不同的特點。首先，Gs-Gi依賴型ERK磷酸化反應(yīng)迅速，在2～5 min內(nèi)到達高峰，持續(xù)時間短暫。β-arrestin依賴型ERK磷酸化信號起始較緩慢，在5～10 min到達峰值，信號持續(xù)30 min后略有衰減;其次，它們具有不同的調(diào)控機制和抑制蛋白。Gs-Gi依賴型信號對百日咳毒素(PTX)Gi抑制劑和H-89(PKA抑制劑)十分敏感，而對RNA干擾導(dǎo)致的β-arrestin內(nèi)源性缺失不敏感。β-arrestin依賴型信號則對PTX和H-89不敏感，對SiRNA引起的β-arrestin缺失十分敏感，其介導(dǎo)的ERK磷酸化信號途徑主要受GRK5/6的募集作用影響。

1.2 G-蛋白/β-arrestin偏向性配體和偏向性受體 現(xiàn)已鑒別出許多優(yōu)先選擇G蛋白或β-arrestin介導(dǎo)信號途徑的G蛋白偏向性配體或β-arrestin偏向性配體［5］。G蛋白偏向性配體可以選擇性增強GPCR的G蛋白信號，缺少β-arrestin介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。分離的Gβγ亞基可以激活GRK2/3，募集βarrestin進行受體的脫敏和內(nèi)化作用。β-arrestin偏向性配體則可以增強β-arrestin介導(dǎo)的信號和內(nèi)化作用，而缺少G蛋白的激活(Fig 2)。除偏向性配體外，通過突變關(guān)鍵殘基也可以產(chǎn)生偏向性受體。偏向性配體偏好某種反應(yīng)，偏向受體只能通過限定的途徑傳遞信號。例如，血管緊張素Ⅱ的1型受體(angiotensinⅡtype 1A receptor，AT1AR)的突變體AT1AR (DRY/AAY)［6］，AT1AR偏向受體中G偶聯(lián)區(qū)域的高保守DRY序列已經(jīng)突變?yōu)锳AY，呈現(xiàn)β-arrestin信號的偏向性。而且β2AR的突變體β2AR(TYY)也含有3個決定G蛋白偶聯(lián)的關(guān)鍵殘基發(fā)生突變，呈現(xiàn)受體偏向性。現(xiàn)已證實G蛋白或β-arrestin偏向性配體是一類較普遍的可以選擇性調(diào)節(jié)GPCR藥理學的配體，他們具有重要的藥物學價值［7］。

2 偏向配體的作用機制

2.1 受體構(gòu)象 為什么平衡的配體能通過受體的控制來激活所有信號途徑，而偏向性配體只能激活最敏感的信號途徑?偏向性配體的出現(xiàn)，提出了許多不能用傳統(tǒng)的兩種受體構(gòu)象狀態(tài)-模型理論解釋的受體激活問題。受體的偏向性配體選擇性的偶聯(lián)潛在下游信號通路中的部分信號，暗示它必會穩(wěn)定或誘導(dǎo)一種與平衡配體不同的受體構(gòu)象。這一理論否定了受體只存在單一激活構(gòu)象的觀念，恰恰相反的是存在多種激活構(gòu)象。

Fig 1 G protein and β-arrestin-mediated signaling

配體作用功效的不同可能是由于影響受體構(gòu)象變化的程度不同引起。不同功效的配體可選擇獨特的前受體構(gòu)象結(jié)合，結(jié)合后誘導(dǎo)前受體構(gòu)象發(fā)生變化，從而給予首選狀態(tài)的構(gòu)象以額外的穩(wěn)定性來親和其下游信號蛋白(如G-蛋白/ β-arrestin)［8］。偏向性配體至少從3個方面影響受體產(chǎn)生介導(dǎo)偏向信號的構(gòu)象:(a)配體結(jié)合口袋的結(jié)構(gòu)。研究GPCR的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，受體除存在1個位于跨膜螺旋Ⅲ(transmembrane helixⅢ，TM3)、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ和Ⅶ之間的主要結(jié)合口袋外，還存在1個由跨膜螺旋Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅶ決定的次要配體結(jié)合口袋。TM2上纏繞有保守的脯氨酸是次要配體結(jié)合口袋的重要特征，它可能是決定配體偏向性的定量因素［9］，利用已知的偏向性配體和適合的偏向性受體突變體系統(tǒng)等精密實驗正在研究這一現(xiàn)象。(b)受體中心區(qū)域的全面重排。用X射線對比β2AR的活化與非活化構(gòu)象的變化，發(fā)現(xiàn)TM6的胞質(zhì)端產(chǎn)生相對較大向外性移動，也可看到TM5和TM7的重排［10－11］。(c)受體胞內(nèi)末端構(gòu)象的變化［12］。應(yīng)用結(jié)合熒光蛋白的技術(shù)研究精氨酸抗利尿激素受體(V2R)的功能選擇性，發(fā)現(xiàn)AVP(Gs和β-arrestin-2的激動劑)可以誘導(dǎo)V2R的TM6-第3個胞內(nèi)環(huán)(icl3)和TM7-假定第8螺旋(H8)上的熒光蛋白壽命變長，且與C端距離變小;MCF14(Gs激動劑/arrestin抑制劑)只誘導(dǎo)TM6上熒光蛋白壽命和距離的變化。SR121463(Gs反向激動劑/arrestin部分激動劑)誘導(dǎo)TM6上熒光蛋白壽命產(chǎn)生與AVP和MCF相反的變化，同時TM7-H8上的熒光蛋白壽命與AVP相似。這表明TM6-icl3和TM7-H8很可能是激活胞內(nèi)伴侶的分子開關(guān)，配體選擇性的功效依賴于配體觸發(fā)TM6-icl3和TM7-H8區(qū)域的能力。

因此平衡的配體有能力穩(wěn)定所有向下游途徑傳遞信號的受體激活構(gòu)象。而偏向配體只穩(wěn)定那些增強特定亞型信號效應(yīng)的構(gòu)象，選擇性的靶向作用于有利的信號甚至是阻礙或終止有害的受體激活作用。

2.2 G-蛋白與β-arrestin的競爭 G蛋白和β-arrestin之間存在競爭也可能是偏向性配體選擇性啟動信號途徑的重要機制。G蛋白和β-arrestin在GPCR上具有相似的結(jié)合位點(IL2、NIL3、CIL3)，這表明β-arrestin與G蛋白具有競爭受體復(fù)合物的能力［13］。雖然G蛋白和β-arrestin的競爭存在于任何時間點，但只有當β-arrestin與受體復(fù)合物的親和力高到足以使G蛋白從受體上解偶聯(lián)才可觀察到。激動劑結(jié)合前，β-arrestin與受體的親和力相對較低，這時基本上沒有βarrestin介導(dǎo)的GPCR信號。β-arrestin偏向性配體結(jié)合后，受體發(fā)生構(gòu)象變化，β-arrestin與G蛋白競爭受體的能力增強。此時，若β-arrestin優(yōu)先于G蛋白與受體結(jié)合時，會激活G蛋白非依賴的β-arrestin信號途徑;若G蛋白先結(jié)合受體，便激活G蛋白依賴的β-arrestin信號途徑。

2.3 受體和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子復(fù)合物的結(jié)構(gòu) 穩(wěn)定的配體-受體復(fù)合體形成后，GRK2/3和GRK5/6很可能是調(diào)控G蛋白和β-arrestin依賴途徑的開關(guān)(Fig 2)。偏向配體穩(wěn)定特定受體構(gòu)象之后，獨特的GRK介導(dǎo)GPCR的磷酸化C末端產(chǎn)生不同“條形碼”，這些“條形碼”指導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子β-arrestin的構(gòu)象變化，來控制相互作用形式和相關(guān)功能［14］。GRK2/3是細胞溶質(zhì)蛋白，他們的募集和活化需要Gβγ亞基的分離，因此激活G蛋白依賴信號。受體C端特異的絲氨酸(Ser)和蘇氨酸(Thr)位點進行磷酸化，能募集β-arrestin導(dǎo)致脫敏和內(nèi)化作用(Fig 2b)。相反，GRK5/6是質(zhì)膜伴隨蛋白，它的激活不需要G蛋白。GRK5/6依賴的磷酸化“條形碼”通過加強β-arrestin連接受體和胞內(nèi)信號的橋梁作用，使β-arrestin直接傳遞GPCR的信號(Fig 2c)。因此，配體激活不同GRK的能力也能影響G蛋白和β-arrestin信號的競爭。

Fig 2 GRK-mediated phosphorylation“bar code”converts ligand-induced conformation of the GPCRs

3 偏向性配體的治療潛能

近10年來，開發(fā)GPCR偏向配體成為治療藥物研發(fā)的重要策略。并已鑒定出大量可以選擇性激活G蛋白和β-arrestin的GPCR偏向性配體［15］，它們可能或真實存在藥物研發(fā)和治療方面的潛力。

3.1 β腎上腺素能受體(β-AR)與心血管疾病 β-AR與多種心血管活動途徑密切相關(guān)。早期β-arrestin1基因敲除小鼠的大量研究，有力地說明心臟中β-AR的脫敏作用與β-arrestin1有關(guān)。臨床上，常使用β-激動劑多巴酚丁胺來為嚴重心衰的病人提供收縮性支持，但是卻能快速誘導(dǎo)耐藥性的生成。若鑒別出可以限制β-arrestin1介導(dǎo)的脫敏作用及下游信號調(diào)控的G蛋白偏向激動劑，便會提供更持久而有效的治療方法。

近期研究發(fā)現(xiàn)β-AR還可介導(dǎo)心臟內(nèi)β-arrestin1和βarrestin2依賴的信號，激活表皮生長因子受體EGFR，發(fā)揮心臟保護作用。但是大量涉及Gs信號的β-AR慢性激活作用會產(chǎn)生心臟毒素作用。由此推斷β-arrestin的偏向配體可作為心臟毒素(G蛋白信號)的經(jīng)典抑制劑，在保護心臟β-arrestin信號的同時，有利于治療。而且最近已鑒別出β1AR和β2AR的β-arrestin-偏向性配體:β-抑制劑卡維地洛［16］。

3.2 煙酸受體(GPR109A)調(diào)節(jié)脂質(zhì)的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài) 煙酸是一種有效治療血脂障礙的藥物，它可以提高HDL-膽固醇含量、降低甘油三酯的含量，卻因受面紅等不良副作用的制約，明顯地降低了病人的適應(yīng)性。煙酸誘導(dǎo)的面紅等不良反應(yīng)在β-arrestin1基因敲除小鼠中明顯降低，同時脂解效應(yīng)未受損壞，這說明G蛋白-偏向性配體能夠維持血脂內(nèi)有益的效應(yīng)，并避免 β-arrestin介導(dǎo)的面紅現(xiàn)象。近期鑒別出GPR109A偏向激動劑具有抗脂(肪)肝的作用，并可明顯降低面紅等不良反應(yīng)［17］。這些復(fù)合物還能阻礙受體的內(nèi)化作用和ERK的活化，這可能是不激活β-arrestin信號而引起的。

3.3 CCR5與自身免疫性疾病 人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)需要通過細胞表面復(fù)合受體(如CCR5或CXCR4趨化因子受體)來貼近和進入目標細胞。CCR5-向性的病毒是感染早期的主要類型，含有CCR5純合截斷突變體(CCR5-D32)的病人對HIV有抵抗力［18］。AOPRANTES，一種被修飾的CCR5配體，可以像內(nèi)源性RANTES一樣提高受體的內(nèi)化作用，且能阻止內(nèi)化的CCR5再循環(huán)。更高效的AOP-RANTES衍生物可能會更有效的防止HIV感染外周血單核細胞。這些配體很可能通過改變β-arrestin的活性來調(diào)節(jié)CCR5的運輸。因此，能夠修飾或改變β-arrestin調(diào)控的CCR5運輸?shù)钠蚺潴w，可能成為治療HIV的新方法之一。

4 偏向性配體類藥物研發(fā)的新技術(shù)

目前發(fā)現(xiàn)，存在潛在藥效的藥物幾乎都是經(jīng)由非傳統(tǒng)的途徑傳遞信號。例如，偏向由β-arrestin介導(dǎo)的信號途徑的受體和相應(yīng)激動劑類藥物不斷被鑒定出。因此了解研究偏向性配體的技術(shù)，可以為此類藥物研發(fā)提供更有效的工具。β-arrestin介導(dǎo)的信號的發(fā)現(xiàn)在為鑒定GPCR藥物作用機制方面提供新的理論依據(jù)的同時，也為重新評定用于研發(fā)的GPCR藥物的技術(shù)提供了必要的條件。傳統(tǒng)方法多聚焦于辯別由Gα和Gβγ亞基介導(dǎo)的信號反應(yīng)，這些分析方法不能描繪復(fù)合體作用細胞信號的完整畫面。近年來出現(xiàn)了許多聚焦于β-arrestin聚集和信號的新技術(shù)可以從分布、距離、構(gòu)象變化等不同層次研究偏向性配體類藥物的作用機制。

①再分布分析法(redistribution assays)。β-arrestin要不斷的募集到細胞表面以便于GPCR的內(nèi)化作用，目前已設(shè)計出恒溫器再分布測定方法和多孔磁芯測定方法等多種檢測技術(shù)，用于研究在配體刺激條件下標記有熒光蛋白的GPCR或β-arrestin的再分布情況以及受體的運輸途徑。

通過β-arrestin的再分布檢測分析發(fā)現(xiàn)，刺激以前，受體通常定位在細胞膜上，β-arrestin則大部分分布在胞質(zhì)內(nèi)。不同配體作用條件下標記有熒光蛋白的β-arrestin產(chǎn)生兩種募集形式。在A型受體中，β-arrestin易位到細胞膜而受體則內(nèi)化到快速再循環(huán)的內(nèi)涵體中(如:β2AR)。在B型受體中，βarrestin與受體共同內(nèi)化到慢速循環(huán)的內(nèi)涵體中(如: AT1AR)［19］。而延長的β-arrestin與受體共同內(nèi)化作用會抑制GPCR的復(fù)敏，可能對信號途徑的選擇作用產(chǎn)生極大的影響。

②距離分析法(proximity assays)。距離分析法多用于研究在配體作用條件下，GPCR的C末端與G蛋白或β-arrestin的相互作用。此類分析技術(shù)多結(jié)合高處理篩選技術(shù)，而且要在GPCR和G蛋白/β-arrestin上標記報告分子。

在共振能量轉(zhuǎn)移(resonance energy transfer，RET)分析系統(tǒng)中，將供體探針和受體探針分別附加到受體和β-arrestin上，β-arrestin募集時，通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescence resonance energy transfer，F(xiàn)RET)中光線刺激熒光蛋白或生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移(bioluminescence resonance energy transfer，BRET)中化學底物的刺激，供體探針產(chǎn)生發(fā)射光，最終致使能量轉(zhuǎn)移到受體探針上。

在基于酶互補作用的分析技術(shù)中，受體和偶聯(lián)蛋白上分別標記兩個功能互補的酶作用片段，例如在β-arrestin募集作用中，β-arrestin和受體作用時會形成功能健全的酶基團。距離分析法可在活細胞條件下，精確檢測出配體刺激受體與哪種信號蛋白偶聯(lián)，從而鑒別優(yōu)先選擇G蛋白還是β-arrestin介導(dǎo)的信號通路。

③構(gòu)象分析法(conformation assays)。偏向性配體可以刺激受體產(chǎn)生與平衡性配體不同的受體構(gòu)象。研究GPCR和β-arrestin構(gòu)象的變化特征便于理解偏向性配體的活性和結(jié)合特點。

傳統(tǒng)方法采用X射線檢測在激動劑刺激條件下GPCR結(jié)構(gòu)的重排現(xiàn)象，例如，X射線技術(shù)已用于研究β2AR的構(gòu)象變化，但這種方法不夠精密。近幾年，RET技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于檢測活化受體狀態(tài)的胞內(nèi)環(huán)和片段構(gòu)象特征的檢測［20］。例如，已用FRET技術(shù)研究多形態(tài)突變的β1AR構(gòu)象變化，證實改變 β-arrestin構(gòu)象是篩選伴隨特異信號途徑GPCR結(jié)合構(gòu)象的有效方法。最近基于RET技術(shù)又設(shè)計了一種新的發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)(luminescence resonance energy transfer，LRET)，簡稱LRET技術(shù)。這一技術(shù)通過在突變受體(如:Flag標記)的螺旋環(huán)和尾部標記不同的熒光蛋白，通過檢測不同熒光蛋白的壽命和相互作用距離來確定配體誘導(dǎo)的受體構(gòu)象的改變。上述提到的V2R構(gòu)象檢測正是利用這一技術(shù)實現(xiàn):Flag-V2R-A267C-C358A-熒光砷素螺旋結(jié)合劑(fluorescein arsenical helix binder，F(xiàn)lAsH)突變體作為TM6傳感器，F(xiàn)lag-V2R-S330C-C358A-FlAsH突變體作為TM7-H8傳感器［21］。C末端標記的FlAsH熒光基團作為能量供體，TM6和TM7-H8上標記的Lumi4-Tb作為能量受體，通過檢測各傳感器上的發(fā)光放射衰減便可確定受體的結(jié)構(gòu)變化。

5 結(jié)語

β-arrestin和G-蛋白介導(dǎo)和調(diào)控的GPCR完整信號網(wǎng)絡(luò)，均參與許多生理和病理生理過程。因此，市場上近50%的醫(yī)療藥物作用于GPCR發(fā)揮療效。與傳統(tǒng)的G-蛋白信號相比，β-arrestin介導(dǎo)的信號是GPCR研究的新領(lǐng)域［20］，這一方面的研究必將揭示出更多β-arrestin的生物學作用。更令人感興趣的是，偏向性配體能夠在受體水平區(qū)分β-arrestin和G-蛋白的功能，從而選擇性地激活GPCR所銜接的信號。如果能辨別出β-arrestin和G-蛋白的信號在健康和疾病狀態(tài)下的作用，那么β-arrestin和G-蛋白偏向性配體作為藥物的治療潛能不僅能提高藥物的特異性療效，而且會很大程度的減少藥物的不良反應(yīng)。

目前，偏向性配體高于非偏向性配體的治療優(yōu)勢雖已非常清楚，但其仍需在臨床相關(guān)系統(tǒng)得到證實。全方位的從生物化學和生理學角度了解β-arrestin和G-蛋白介導(dǎo)的信號，有可能會發(fā)現(xiàn)更多的靶向作用位點。應(yīng)用一系列位置再分布、距離測定和構(gòu)象分析等方法和技術(shù)，在辨別不同配體結(jié)合特征、受體構(gòu)象變化、蛋白偶聯(lián)和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方面發(fā)揮了重要的作用。設(shè)計更接近活體細胞甚至是活體動物背景下的GPCR研究方法，對偏向性配體類藥物的篩選也是極為重要的。

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