哺乳动物的鼻上皮通过两个G蛋白偶联受体家族——气味受体和微量胺相关受体(TAARs)来检测气味。TAARs是在有颌鱼和无颌鱼分化之后出现的，由一个大的单系受体家族组成，该受体识别挥发性胺气味，以引发种内和种间的先天行为，如吸引和厌恶。
2023年5月24日，山东大学孙金鹏、杨帆、徐云飞及上海交通大学李乾共同通讯在Nature 在线发表题为“Structural basis of amine odorant perception by a mammal olfactory receptor”的研究论文，该研究报道了小鼠TAAR9 (mTAAR9)和mTAAR9-Gs或mTAAR9-Golf三聚体与β-苯乙胺、N,N-二甲基环己胺或亚精胺复合物的冷冻电镜结构。
mTAAR9结构包含一个深而紧密的配体结合口袋，该口袋由保守的D3.32W6.48Y7.43基序装饰，这是胺气味识别所必需的。在mTAAR9结构中，一个连接N端和ECL2的独特二硫键是激动剂诱导的受体激活所必需的。该研究确定了识别单胺和多胺的TAAR家族成员的关键结构基序，以及负责识别相同气味化学物质的不同TAAR成员的共享序列。该研究通过结构表征和突变分析阐明了mTAAR9与Gs和Golf偶联的分子基础。总的来说，该研究结果为气味检测、受体激活和胺嗅觉受体的Golf偶联提供了结构基础。
另外，2023年3月2日，山东大学于晓-孙金鹏教授研究团队，联合浙江大学医学院、良渚实验室张岩研究员团队以及山东大学第二医院冯世庆教授团队在Science 杂志在线发表了最新的研究成果 “Unsaturated bond recognition leads to biased signal in a fatty acid receptor”，研究团队利用冷冻电镜解析了在4种脂肪酸配体（EPA, LA, 9-HSA, OA）和小分子激动剂TUG891激活下的GPR120-Gi/Giq复合物高分辨率三维结构。该研究揭开了GPR120芳香氨基酸选择性识别不饱和脂肪酸不同位置的双键来响应下游不同效应器发挥众多功能的神秘面纱，具有里程碑的意义，为推动开发精准靶向GPR120的新型高效不饱和脂肪酸类药物提供了理论依据和结构基础，同时为糖尿病、肥胖以及炎症等疾病的药物开发和治疗带来新的曙光（点击阅读）。
2022年4月13日，山东大学于晓，孙金鹏，国家蛋白质中心孔亮亮及西安交通大学张磊共同通讯在Nature 在线发表题为“Tethered peptide activation mechanism of the adhesion GPCRs ADGRG2 and ADGRG4”的研究论文，该研究展示了与 Gs 异源三聚体偶联的 aGPCR 的三种冷冻电子显微镜结构。该研究为 aGPCR 的束缚激活机制提供了结构和生化方面的见解（点击阅读）。
2022年4月13日，山东大学孙金鹏，中国科学院上海药物所徐华强及德国Rudolf Schönheimer研究所Ines Liebscher共同通讯在Nature 在线发表题为“Structural basis for the tethered peptide activation of adhesion GPCRs”的研究论文，报告了两个与 Gs 复合的 aGPCRs 的冷冻电子显微镜 (cryo-EM) 结构：GPR133 和 GPR114。该研究结构揭示了 Stachel 序列及其 Gs 偶联激活 aGPCR 的详细机制（点击阅读）。
除了视觉、听觉、味觉和体感之外，嗅觉是使动物能够探测到环境中各种化学刺激或气味的基本感官之一。对这些有生物学意义的信号的探测和感知指导动物做出不同的行为，比如寻找食物、逃离捕食者、交配和养育后代。
在哺乳动物中，嗅觉受体基因主要包括三个家族，包括四通跨膜MS4A家族和两个七通跨膜G蛋白偶联受体(GPCR)家族、气味受体和TAARs。尽管嗅觉受体具有重要的功能，但只有两种昆虫离子嗅觉受体(配体门控离子通道)的冷冻电镜(cryo-EM)结构被解决，到目前为止，还没有哺乳动物GPCR嗅觉受体结构(包括气味受体和TAARs)被解决。
在小鼠和人类中，TAARs分别由15个和6个功能基因编码，在硬骨鱼中则更多。TAARs专门用于检测动物体液中富含的胺类化合物；这些化合物主要由氨基酸脱羧作用产生。生态学上重要的胺类气味剂作用于TAARs，引发种内和种间的先天行为。除了检测只含有一个氨基的单胺外，TAARs还可以识别含有多个氨基的多胺。特别是，TAAR9能够感知单胺，如三乙胺，二胺，如尸胺和多胺，如亚精胺。
mTAAR9-Gs和mTAAR9-Golf复合物的整体结构（图源自Nature ）
虽然由胺类气味剂、TAARs和动物行为构成的信号和功能网络已经被表征，但仍需要进一步的研究来充分描述这一网络。为了了解TAARs对配体识别和相应信号转导的结构，该研究试图解决TAAR的结构问题，并根据观察到的结构特征进行药理学表征。该研究报道了小鼠TAAR9 (mTAAR9)和mTAAR9-Gs或mTAAR9-Golf三聚体与β-苯乙胺、N,N-二甲基环己胺或亚精胺复合物的冷冻电镜结构。
mTAAR9结构包含一个深而紧密的配体结合口袋，该口袋由保守的D3.32W6.48Y7.43基序装饰，这是胺气味识别所必需的。在mTAAR9结构中，一个连接N端和ECL2的独特二硫键是激动剂诱导的受体激活所必需的。该研究确定了识别单胺和多胺的TAAR家族成员的关键结构基序，以及负责识别相同气味化学物质的不同TAAR成员的共享序列。该研究通过结构表征和突变分析阐明了mTAAR9与Gs和Golf偶联的分子基础。总的来说，该研究结果为气味检测、受体激活和胺嗅觉受体的Golf偶联提供了结构基础。
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https://www.nature.com/articles/s41586-023-06106-4
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