G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族是最大的一類膜蛋白家族受體，在視覺(jué)，嗅覺(jué)，味覺(jué)以及激素和神經(jīng)遞質(zhì)等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮著重要的生理功能，同時(shí)也是關(guān)鍵的藥物靶標(biāo)。近年來(lái)，隨著越來(lái)越多GPCR在失活和激活狀態(tài)下的晶體及電鏡結(jié)構(gòu)的解析，人們對(duì)于這一大類受體的激活機(jī)制有了愈發(fā)深入的了解。然而，GPCR受體的失活和激活結(jié)構(gòu)僅代表了信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程起始和終止時(shí)相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)象狀態(tài)，受體在激活過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜多樣的動(dòng)態(tài)構(gòu)象變化，這些變化很可能與不同配體引起的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)多樣性相關(guān)。目前，GPCR在激活過(guò)程中的動(dòng)態(tài)構(gòu)象變化仍不清楚，國(guó)際上這方面的研究尚處于起步階段。液體核磁共振方法能夠在原子分辨率水平研究蛋白質(zhì)相互作用和構(gòu)象變化，提供晶體或電鏡結(jié)構(gòu)缺失的信息，是GPCR動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)與激活機(jī)制研究中不可缺少的重要研究手段。

M2毒蕈堿型乙酰膽堿受體（M2R）是一個(gè)典型的GPCR，在調(diào)節(jié)人體心率和許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能中發(fā)揮重要作用，是研究GPCR 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、調(diào)節(jié)以及藥物設(shè)計(jì)的模式受體。該項(xiàng)研究通過(guò)在M2R中引入¹³CH3-ε-甲硫氨酸同位素標(biāo)記探針，檢測(cè)受體在結(jié)合一系列配體小分子時(shí)的核磁圖譜變化（圖一），分析M2R動(dòng)態(tài)構(gòu)象變化與這些配體對(duì)G蛋白激活和抑制蛋白 （arrestin）招募效應(yīng)差異的相關(guān)性。同時(shí)，結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步解釋不同配體結(jié)合導(dǎo)致受體激活時(shí)構(gòu)象和功能變化差異的分子機(jī)制。該項(xiàng)研究首次將M2R的配體結(jié)構(gòu)、受體構(gòu)象變化以及配體功能多樣性聯(lián)系起來(lái)，揭示了M2R信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)多樣性可能的分子機(jī)制，并為針對(duì)這類重要受體的藥物研發(fā)提供了理論指導(dǎo)。