Рецепторы, сопряжённые с G-белками, в геноме человека образуют пять основных семейств: филогенетический анализ, паралогонные группы и сигнатурные мотивы

Суперсемейство рецепторов, сопряжённых с G-белками (GPCR), отличается большим структурным и функциональным разнообразием, а его представители относятся к числу наиболее активно разрабатываемых мишеней для лекарственной терапии. Мы идентифицировали более 800 последовательностей человеческих GPCR и одновременно провели филогенетический анализ 342 уникальных функциональных необонятельных GPCR человека. Результаты с высокой статистической поддержкой, полученной при бутстреп-анализе, продемонстрировали существование пяти основных семейств — глутаматного, родопсинового, адгезионного, frizzled/вкусового 2 и секретинового, — образующих классификационную систему GRAFS. Родопсиновое семейство является крупнейшим и включает четыре основные группы с 13 подветвями. Расположение GPCR в хромосомных паралогонных областях указывает на важную роль тетраплоидизации и локальных событий дупликации генов в их возникновении. Кроме того, с помощью скрытых марковских моделей мы провели поиск мотивов-«отпечатков», отражающих предполагаемое родство между семействами GRAFS. Выявлены общие структурные особенности, свидетельствующие о происхождении человеческих GPCR, относящихся к семействам GRAFS, от общего предка. Это первое целостное картирование GPCR в геноме одного млекопитающего. Предложенный подход к анализу столь больших и разнообразных наборов последовательностей может быть полезен для изучения GPCR в других геномах и дивергентных белковых семейств.