2024年3月13日，斯坦福大学医学院等机构的研究人员在Nature上发表了题为Time-resolved cryo-EM of G-protein activation by a GPCR的文章。
G蛋白偶联受体（GPCRs）通过刺激Gα亚基中的鸟嘌呤核苷酸交换来激活异三聚体G蛋白。为了可视化这一机制，该研究开发了一种时间分辨的冷冻电镜（cryo-EM）方法，该方法检查了GPCR-G蛋白复合物预稳态中间体的进展。
通过在GTP添加后短时间内连续监测与β2肾上腺素受体复合的刺激性Gs蛋白的转变，研究人员确定了G蛋白激活和从受体功能性解离下的结构轨迹。沿此轨迹生成的二十个结构来自连续重叠的粒子子集，与对照结构相比，提供了高分辨率描述，揭示了响应GTP结合驱动G蛋白激活的主要事件的顺序。结构变化从核苷酸结合口袋传播并延伸至GTP酶结构域，对Gα开关区域和α5螺旋进行改变，从而削弱了G蛋白-受体界面。使用冷冻电镜轨迹后期结构的分子动力学模拟支持，GTP有序性的增强与α螺旋结构域对核苷酸结合的Ras同源结构域的闭合相对应，这与α5螺旋的不稳定性和G蛋白最终从GPCR解离相关。这些发现还突出了时间分辨的冷冻电镜作为解析GPCR信号事件机制的工具的潜力。
