μOR属于G蛋白偶联受体(GPCR)家族,这是一类广泛存在于细胞表面,通过接收外部信号并启动细胞内响应的膜蛋白。GPCR家族的成员参与了多种生命过程,从视觉和嗅觉到神经传递和细胞内信号转导,因而成为了众多药物开发的靶点。从 科比尔卡 课题组2007年发表第一个非视紫红质的GPCR(β2AR)结构以及2011年发表第一个GPCR-G蛋白复合物结构至今,不断涌现的GPCR与配体以及胞内信号蛋白的高分辨率结构极大增强了科学人员对GPCR结构和功能的理解。作为一类复杂的、高度动态的别构调控膜蛋白,GPCR在配体作用下可在不同构象之间变化,进而激活下游的G蛋白或者招募β-arrestin(图1)。然而,X射线晶体学和冷冻电镜(Cryo-EM)等结构生物学方法只能捕获GPCR最稳定的构象。那些可能决定了GPCR功能的中间态构象或者低比例的构象却难以被捕捉。相比之下,DEER技术能在亚埃级分辨率下获得蛋白的不同构象及其比例,而smFRET技术能够实时地获得蛋白构象动态变化的信息。因此,这两项技术在空间解析和时间解析方面相互补充,有效地揭示了μOR与配体相互作用以及激活下游信号蛋白的分子机制。