β2-肾上腺素受体(β2AR)属于典型的G蛋白偶联受体(GPCR),是心肺疾病防治的重要靶标之一。β2AR作为经典的GPCR,通过其胞浆内的第三个环与Gs蛋白偶联激活腺苷酸环化酶(AC),进而使胞浆内第二信使cAMP水平升高,激活蛋白激酶A(PKA)通路。β2AR还可以激活Gi蛋白,抑制AC的活性。近来研究发现,β2AR还可以激活胞外细胞信号调节激酶1/2(ERK1/2)信号转导途径,β2AR介导的ERK1/2通路与心肌肥大和心衰的进程密切相关,但其分子机制仍有待研究。　　 β2AR作为典型的GPCR,可以与其下游信号分子如G蛋白形成复合物,参与细胞信号转导。除了上述经典的蛋白质.蛋白质作用模式,研究发现作为一种新的普遍的蛋白质.蛋白质作用模式,β2AR可以通过其羧基端的PDZ(PSD-95/Dig/ZO-1)结合序列和含有PDZ结构域的蛋白质相互作用,形成信号转导复合物,参与细胞信号转导。　　 本研究利用蛋白质芯片和GST pull-down实验,筛选到一种新的可以和β2AR相互作用的具有PDZ结构域的蛋白质--膜相关反向鸟苷酸激酶3(MAGI-3)。MAGI-3是一种具有多个结构域的细胞支架蛋白,包括6个PDZ结构域、2个WW结构域和1个鸟氨酸激酶结构域。　　 利用GST pull-down实验,将MAGI-3的不同PDZ结构域的His融合蛋白分别在大肠杆菌中表达,β2AR通过其羧基端与MAGI-3的第五个PDZ结构域有较强的相互作用。在此基础上,为了证明β2AR羧基端和MAGI-3相互作用的特异性,将β2AR羧基端的最后四个氨基酸(DSLL),即PDZ结合基序的关键位点,分别突变为丙氨酸,利用GST pull-down实验证明,这些突变体与MAGI-3的PDZ5的相互作用减弱或消失。还利用GST pull-down实验证明,β2AR羧基端的最后一个氨基酸突变为丙氨酸,即β2AR(L413A)与MAGI-3全长的相互作用亦消失。说明β2AR羧基端的PDZ结合序列是与PDZ蛋白MAGI-3相互作用的关键位点。　　 通过免疫共沉淀实验证实,细胞内全长的β2AR与MAGI-3可以相互作用,在受体激动剂异丙肾上腺素(ISO)刺激下相互作用明显增强,内源性的β2AR与MAGI-3在ISO刺激下相互作用亦明显增强。将β2AR羧基端最后一个氨基酸--亮基酸突变为丙氨酸后,β2AR(L413A)与MAGI-3不能在细胞内免疫共沉淀,即相互作用消失,说明全长的β2AR通过其羧基端与全长的MAGI-3相互作用。　　 免疫荧光共定位实验证实细胞内全长的β2AR与MAGI-3可以共定位,在ISO刺激下共定位明显增强,使得二者相互作用在空间上成为可能。　　 激动剂ISO刺激β2AR可以激活其介导的ERK1/2通路,MAGI-3与β2AR相互作用能抑制β2AR介导的ERK1/2信号通路的激活。MAGI-3与β2AR(L413A)共表达不能抑制β2AR介导的ERK1/2信号通路的激活,由于β2AR羧基端突变导致MAGI-3与其相互作用消失,说明β2AR通过与MAGI-3特异地相互作用抑制了β2AR介导的ERK1/2信号通路的激活。　　 综上所述,MAGI-3与β2AR在细胞内外均可相互作用,这种相互作用不仅是组成性的,而且在激动剂刺激下加强,此相互作用可以调节β2AR介导的ERK信号途径的激活。