Receptory sprzężone z białkami G (GPCRs) stanowią dużą i zróżnicowaną rodzinę białek, których podstawową funkcją jest przekształcanie bodźców zewnątrzkomórkowych w sygnały wewnątrzkomórkowe. Należ± one do największych i najbardziej zróżnicowanych rodzin białek w genomach ssaków. Na podstawie homologii z rodopsyną, przewiduje się, że zawierają one siedem heliksów o rozpiętości błonowej, zewnątrzkomórkowy N-terminus i wewnątrzkomórkowy C-terminus. Stąd ich inne nazwy: receptory 7-TM lub receptory heptahelikalne. GPCRs transdukują bodźce zewnątrzkomórkowe na sygnały wewnątrzkomórkowe poprzez interakcję ich domen wewnątrzkomórkowych z heterotrimerycznymi białkami G, a struktura krystaliczna jednego z członków tej grupy, rodopsyny bydlęcej, została niedawno rozwiązana (Palczewski i in., 2000).
Występowanie GPCRs w genomach bakterii, drożdży, roślin, nicieni i innych grup bezkręgowców przemawia za stosunkowo wczesnym ewolucyjnym pochodzeniem tej grupy cząsteczek. Różnorodno¶ć GPCRs wynika zarówno z wielorako¶ci bodźców, na które odpowiadaj±, jak i z różnorodno¶ci wewn±trzkomórkowych szlaków sygnalizacyjnych, które aktywuj±. Należą do nich światło, neurotransmitery, odoranty, aminy biogenne, lipidy, białka, aminokwasy, hormony, nukleotydy, chemokiny i niewątpliwie wiele innych. Ponadto, istnieje co najmniej 18 różnych ludzkich białek Gα, z którymi mogą być sprzężone GPCR (Hermans, 2003; Wong, 2003). Te białka Gα tworzą heterotrimeryczne kompleksy z podjednostkami Gβ, których jest co najmniej 5 typów, oraz podjednostkami Gγ, których jest co najmniej 11 typów (Hermans, 2003).
Oszacowania liczby GPCRs w ludzkim genomie są bardzo zróżnicowane. Na podstawie ich sekwencji, jak również znanych lub podejrzewanych funkcji, szacuje się, że istnieje pięć lub sześć głównych klas GPCR. W ostatniej analizie GPCRs w ludzkim genomie wymieniono ponad 800 GPCRs (Fredriksson i in., 2003). Spośród tej liczby 701 należało do rodziny rodopsyn (typ A), a 241 z nich było nieolbrzymich (Fredriksson i in., 2003). Według tej analizy, istnieje około 460 receptorów węchowych typu A, chociaż szacunki wahają się od 322 (Glusman i in., 2001; Takeda i in., 2002) do 900 (Venter i in., 2001), z których 347 zostało już sklonowanych (Zozulya i in., 2001). Ta duża liczba receptorów węchowych odpowiada za zdolność człowieka do wykrywania szerokiej gamy egzogennych ligandów (węchowych). W badaniach podobnych do badań Fredrikssona i wsp. (Fredriksson i wsp., 2003) zidentyfikowano 367 ludzkich endoGPCR i 392 mysich endoGPCR (Vassilatis i wsp., 2003); termin endoGPCR odnosi się do GPCR dla ligandów endogennych (nie węchowych). Ze względu na znane istnienie wariantów alternatywnie splicowanych i izoform edycyjnych GPCRs, jest prawdopodobne, że prawdziwa liczba GPCRs nigdy nie zostanie poznana i jest znacznie wyższa niż szacowana.
Przedstawione drzewo ilustruje relacje pomiędzy sekwencjami białek podstawowych 274 rodopsynopodobnych GPCRs typu A; dla jasności, nie uwzględniono receptorów z rodziny sekretynowej (których jest 15), rodziny receptorów adhezyjnych (24), rodziny receptorów glutaminianowych (15) i rodziny receptorów frizzled/taste2 (24). Do skonstruowania tego drzewa jako punkt wyjścia posłużyła lista receptorów wykorzystana przez Fredrikssona i wsp. (Fredriksson i wsp., 2003), a nowo odkryte receptory `sieroce' zostały dodane do listy (http://kidb.bioc.cwru.edu/rothlab/jalview/viewJalView.html).
Sekwencja białkowa każdego receptora została uzyskana, a sekwencje N- i C-końca, które są zmiennej długości i wykazują niewielkie podobieństwo między receptorami, zostały ręcznie przycięte. Sekwencje białek zostały następnie wyrównane, a drzewo zostało wyrysowane przy użyciu serwera ClustalW (http://clustalw.genome.ad.jp). Plik z wyrównaniem jest dostępny na stronie http://kidb.bioc.cwru.edu/rothlab/jalview/viewJalView.html i może być badany w bardziej przyjaznym dla widza interfejsie przy użyciu apletu JalView znajdującego się na tej stronie. Informacje o sprzężeniu białek G w plakacie pochodzą z recenzji Wonga (Wong, 2003).
Grupy receptorów w plakacie są więc podobne, ale nie identyczne, do tych z Fredriksson i wsp. (Fredriksson i wsp., 2003). Na przykład, grupy α, β, γ i δ Fredrikssona, które wydają się być `monofiletyczne' w ich drzewie, nie były monofiletyczne w naszym; jest to prawdopodobnie spowodowane niewielkimi różnicami w opcjach użytych w obu wyrównaniach i względną niedokładnością lokalizacji korzeni gałęzi w obu drzewach. Co ciekawe, sieroce receptory GPR57 i GPR58 zostały zgrupowane z receptorami amin śladowych, a porównanie ich sekwencji wskazuje, że te sieroty prawdopodobnie stanowią ludzki odpowiednik receptorów amin śladowych typu 2 u gryzoni. Drzewa tego typu mogą więc służyć jako pomoc w procesie `deorphanizacji' receptorów.