G蛋白偶联受体透析袋：感觉的一把锁

作者：张馨予

细胞是如何感知环境的？没有G蛋白偶联受体，我们就看不见、听不到、闻不着，甚至无法感受到幸福。

2012年10月10日，美国科学家罗伯特·莱夫科维茨和布莱恩·科比尔卡因为对G蛋白偶联受体的研究而获得2012年度诺贝尔化学奖，二人将平分奖金。

他们俩是师徒关系，诺奖得主中经常出现这样的组合。上世纪80年代，科比尔卡在莱夫科维茨的实验室做博士后研究，他们都对G蛋白偶联受体的研究充满热情。这二者性格差别很大，用他们同事的话说是，科比尔卡出了名的内敛，莱夫科维茨则更加外向。诺奖委员会有个传统，在告知获奖人得奖的半夜给他们打电话做一个简短的采访。电话那头的莱夫科维茨非常兴奋，当采访者向他祝贺时，他不禁说：“谢谢，这当然是激动人心的一天。”而科比尔卡依然保持低沉并惜字如金，只说了一句“谢谢”。

山东大学医学院教授孙金鹏曾在莱夫科维茨的实验室做过博士后，他说自己的导师除了是一位伟大的科学家外，还是一位伟大的教育家，在全球培养了大概200个教授，经常会给后来的学生讲起以前的学生，比如科比尔卡。科比尔卡也称赞自己的导师是一位“极好的良师”，两人一直保持密切的联系。

G蛋白偶联受体透析袋：感觉的一把锁

2011年1月28日，美国科学家罗伯特·莱夫科维茨在杜克大学给学生讲解理论知识

业内对科比尔卡的评价是，不喜欢成为众人瞩目的焦点，因羞涩、谦逊的品质和能破解看似无法解决的蛋白质结构的才华而著称。正打算开心庆祝的莱夫科维茨说：“他实在是太害羞了……他天性如此。希望他能享受今天（得奖当天）以及接下来的一两个月，这样的场合可能会让他不舒服。”去年《自然》杂志采访科比尔卡时，他说自己面对媒体“真的非常害怕”，之所以接受采访，是因为“想确定我的实验室和同事们的贡献得到了公众的认可”。如今，他的研究得到了诺奖评委会的认可。

在化学奖获奖现场，工作人员为了给大家解释两位获诺奖的教授的研究到底是什么，使用了挪威画家蒙克的世界名画《呐喊》作道具，意为展示恐怖的感觉。还有一位专家在开始发言之前就突然大声叫一声“砰”，现场的人不禁吓了一跳。这些只是为了让人们更直接地体会到什么是感觉。

人在受到外界的刺激后，体内会做出迅速的反应，而细胞是如何感知周围环境的？每个人的身体就是一个数十亿细胞相互作用的精确校准系统，每个细胞都含有微小的受体，可让细胞感知周围环境以适应新状态。比如当我们感到惊慌失措的时候，神经信号和激素会使人的整个身体进入警戒状态，肾上腺素向血管中释放激素，很快全身的细胞都感觉到有事情要发生了，而它们感受激素的最重要方式，就是通过G蛋白偶联受体。这种受体是位于细胞表面或细胞内的特殊蛋白质，能够和特定的激素结合，并引发细胞响应。在上个世纪大部分时期里，这些聪明的受体究竟由何构成，如何工作，一直都是未知数。

40多年前，莱夫科维茨开始了这个领域的研究。1968年，他利用放射学来追踪细胞受体。那时，他还非常怀疑受体是否真的存在。他将碘同位素附着到各种激素上，借助放射学成功找到数种受体，其中一种便是肾上腺素的受体：β-肾上腺素受体。他的研究小组将这种受体从细胞壁的隐蔽处提取，并对其工作原理有了初步认识。

上世纪80年代，研究团队取得了一个重要进展。莱夫科维茨招收了一个博士后，也就是科比尔卡，他在那里待了5年，试图将编码β-肾上腺素受体的基因从浩瀚的人类基因组中分离出来。在80年代初，克隆一个基因犹如大海捞针，但科比尔卡做到了，这个基因的克隆是将他们推上诺贝尔奖得主宝座的关键。

当研究小组将受体的次序连接起来时，结果让人大吃一惊，主要出现在细胞膜中的氨基酸，有好几串显示受体在细胞膜中蜿蜒穿梭了7次，这好像是网膜紫质，这种视网膜里的测光受体可以激活G蛋白。那个时候没理由相信这些受体会看起来一模一样，尤其是当其中一个受到光线的刺激，而另一个受到激素的刺激。“这两种感受完全不同类型的刺激受体会不会是有联系的？”灵光一闪的念头使得G蛋白偶联受体家族被建立起来。当时人们所知道的类似的受体还有30多个，这些受体埋藏在细胞膜内的跨膜区域结构类似，但是暴露在细胞内和细胞外的部分千差万别。他们认识到，存在着一整个家族看起来相似的受体，而且起作用的方式也一样。