分享一篇发表在Nature Chemical Biology上的文章，题目为“Post-translational modifications orchestrate the intrinsic signaling bias of GPR52”，通讯作者是来自复旦大学的鲁伯埙教授，研究方向是神经退行性疾病，以及来自上海科技大学的水雯箐教授，研究方向为蛋白质组学技术和GPCR。

G蛋白偶联受体（GPCRs）是哺乳动物细胞表面最大的受体家族，负责响应多种信号并调节生理过程。GPCRs具有保守的分子结构，通常在激活后会通过两种途径进行信号传导，分别是与异源三聚体G蛋白结合的G蛋白依赖途径和β-arrestin依赖性途径。尽管GPCR的生物学功能在近些年的研究中取得了进展，但翻译后修饰（PTM）对GPCR激活、信号传导和功能的调节仍未得到探索。因此，在本文中作者选择了孤儿受体GPR52作为研究对象，探究了糖基化和磷酸化修饰对于其功能的影响。

GPR52是一种在脑中高表达的GPCR，具有较高的自发性Gs偶联活性。首先作者对其激活后的信号传导途径进行了探究。他们选择了具有较低基础活性的GLP1R 作为对照，发现在未加入激动剂的情况下，GPR52就表现出了较高的Gs偶联活性，证实了其自激活的特性。然而，GPR52却表现出了较低的β-arrestin招募活性，这表明其在这两种途径中是存在偏向性的。

随后，作者探究了N-糖基化对GPR52自发性Gs偶联活性的影响。作者在GPR52蛋白的 N末端（N2、N13和N20）发现了三个糖基化位点，并发现在加入糖苷酶PNGase F处理或修饰位点突变体的蛋白条带都会出现明显的下移，表明GPR52确实会发生糖基化。随后，作者采用限制性蛋白水解策略LiP-MS研究了N-糖基化对于GPR52构象变化的影响。他们首先在非变性条件下采用蛋白酶K对WT以及N20Q、N13Q 这两种突变体进行水解，得到的肽段再进行变性的胰蛋白酶消化。作者发现N20Q增加了蛋白N端以及多个结构域的灵活性，其中ECL2是促进自发性Gs偶联活性的结构域，这表明N-糖基化可以促进GPR52天然构象的形成，从而促进受体自我激活和Gs偶联。

接下来，作者探究了磷酸化修饰对GPR52信号传导偏向性的影响。首先他们发现在不同结构域的磷酸化位点中，helix 8（H8）中的S332具有较高的磷酸化水平（18.8%）。随后作者制备了S332A突变体H8-A，并发现相比于WT其对于β-arrestin 2的招募活性发生了显著的提高，这表明H8 磷酸化起到的是抑制性的作用。

总的来说，在本文中作者探究了两种PTM对于GPR52信号传导的影响，并发现N-糖基化修饰促进了其自激活，而H8的磷酸化则抑制了其对于β-arrestin的招募从而抑制受体的内化过程。

本文作者：WYQ

责任编辑：MB

DOI：10.1038/s41589-025-01864-w

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41589-025-01864-w