β-1-肾上腺素受体
ADRB1基因编码B1肾上腺受体，它与G蛋白耦合，刺激CAMP的细胞内生产。已知一些药理学上特征良好的肾上腺受体亚型，包括α-1（ADRA1B：104220），α-2（例如， ADRA2A：104210）、β-1（ADRB1） 和β-2（ADRB2：109690））其中，ADRB1和ADRB2刺激腺酸环酶，虽然它们低于不同的生理功能。各种药物，包括激动剂和拮抗剂，选择β-1或β-2受体在临床医学中具有重要的应用（由Frelle等人总结，1987年）。
• 克隆和表达
Frielle等人（1987年）报告了人类B1AR cDNA意外克隆从人类胎盘cDNA库筛选出的人类基因组克隆G-21。G-21克隆，含有一个尚未识别的假定受体的无内在基因，是它与编码B2AR的人类基因交叉杂交而获得的。确定了克隆人B1AR的cDNA编码顺序。人类B1AR的2.4kb cDNA编码了477个氨基酸残留物的蛋白质，该蛋白质与禽流感β-肾上腺素受体的同源性为69%，但与人类β-2-肾上腺素受体的同源性只有54%。这表明，鸟类基因编码BAR和人类基因编码B1AR是从一个共同的祖先基因进化而来的。在异丙酮卵母细胞中表达B1AR蛋白，具有典型的β-1特异性，对儿茶甘胺具有腺基酸盐环酶反应。这与在 Xenopus laevis 系统中表示 B2AR cDNAs 时观察到的典型 β-2 亚型特异性形成鲜明对比。因此，哺乳动物B1AR和B2AR是不同基因的产品，这两种基因显然都与假定G-21受体有关。见弗里勒等人的评论（1988年）。
埃利斯和弗里勒（1999年）从胎盘cDNA库克隆了约2.75和3.0千巴的全长ADRB1 cDNA。cDNA 仅在替代聚二元化位点的利用方面有所不同。两个三级 UTR 都富含 AU，每个都包含 MRNA 稳定性因子的几个潜在绑定点。北方污点分析检测到胎盘中的 3.0 kb 成绩单。RNase 保护分析在所有检查的组织（包括胎盘、心脏、大脑皮层和肺）以及神经母细胞瘤细胞系中检测到两个成绩单。3.0 kb 成绩单的表示水平是 2.75 kb 成绩单的 5 到 6 倍。与不失败的控制心脏相比，两个成绩单的表达在失败的心脏中都减少了。
• 基因功能
徐等人（2003年）提出证据，证明ADR2A（104210）和ADRB1在培养细胞中共同表达时形成异质体，ADRA2A表达影响ADRB1的内化和配体结合特性。
尼古拉耶夫等人（2010年）利用纳米级活细胞扫描离子传导和荧光共振能量转移显微镜，在健康成年大鼠和小鼠心肌细胞中发现空间密闭β-2肾上腺受体（ADRB2：109690）- 诱导的 cAMP 信号仅定位到深横向管，而功能β-1 肾上腺受体分布在整个细胞表面。在从慢性心力衰竭的老鼠模型中提取的心肌细胞中，β-2肾上腺受体从横向管中重新分配到细胞顶峰，从而导致扩散受体介导的cAMP信号。尼古拉耶夫等人（2010年）得出结论，心力衰竭中β-2肾上腺受体的再分配会改变CAMP的隔间，并可能导致心肌表型衰竭。
• 生化特征
马格努森等人（1990年）在一些特发性扩张性心肌病患者（见115200）中展示了针对β-1-肾上腺受体的自身抗体。
晶体结构
Warne等人（2011年）展示了4种晶体结构的热稳定火鸡β-1-肾上腺素受体绑定到完整的激动剂肉酚和异丙胺和部分激动剂沙丁胺和多丁胺。在每种情况下，拮抗剂结合都会导致与拮抗剂结合受体相关的儿茶酚胺结合口袋收缩 1 安斯特伦。全激动剂可以形成氢键与2保存的血清残留在跨膜氦5（ser5.42和ser5.46），但部分激动剂只与 ser5.42 相互作用。
Warne 等人（2019 年）确定了 4 种活动状态晶体结构，这些晶体结构与符合特定构象的纳米体结合，具有不同的功效。与与相同配体结合的β-1-肾上腺素的非活动状态结构相比，骨科结合部位的体积减少了24%至42%。潜在的氢键也较短，受体和配体之间的原子接触次数增加了30%。Warne等人（2019年）总结了他们的观察结果，解释了G蛋白耦合受体在活跃状态下对各种结构上不同的激动剂的亲和力增加的原因。
李等人（2020年）确定了ADRB1-β-逮捕素-1（ARRB1）的低温电子显微镜结构：107940） 脂质纳米光盘的复杂结合有偏置的激动剂甲醇，以及富甲醇结合ADRB1的晶体结构与G-蛋白质-仿制纳米体Nb80结合。 ARRB1 与 ADRB1 的耦合方式不同于 Gs 耦合到 ADRB2 的方式，因为 ARRB1 的手指环在细胞内表面占据了较窄的裂口，与 Gs 的 C 端α-5 螺旋相比，受体的转膜螺旋 H7 更接近。ARRB1 采用的手指环与视觉逮捕素（ARR3：301770） 与红花素（RHO） 耦合：180380）ADRB1与ARRB1的耦合在结构上与ADRB1耦合到Nb80相比有相当大的差异，包括细胞外环-3的向内运动和H5和H6的细胞质末端。Lee等人（2020年）在ADRB1的矫形结合部位观察了H5中甲醇和2个血清素之间的弱相互作用，发现福特罗对ADRB1-ARRB1复合物的亲和力低于ADRB1-G复合物。
质谱
使用质谱法识别与A类3G蛋白耦合受体结合的内源性脂质， Yen 等人（2018）观察了磷酸二磷酸酯（PtdIns（4，5）P2 对相关脂质的优先结合，并确认受体的细胞内表面包含 PtdIns（4，5）P2 结合的热点。还观察到内源性脂质直接与腺苷A2A受体（ADORA2A）的三元G-α-β-伽马蛋白复合物（见139320）结合：102776）在气体相。使用工程 G-α 子单位（迷你 G-α），139320;迷你 G-α（i），见139310;和迷你 G-α（12），604394），Yen等（2018）证明，与β-1肾上腺受体（ADRB1） 结合的迷你 G-α（s） 的复合体通过 2 PtdIns（4，5）P2 分子的结合而稳定。 相比之下，PtdIns（4，5）P2 无法稳定 ADRB1 与其他 G-α 子单位（迷你 G-α（i） 或迷你 G-α（12）或高亲和力纳米体之间的耦合。与这些受体结合的其他内源性脂质对耦合没有影响，突出了PtdIns（4，5）P2的特异性。
• 映射
通过体细胞杂交分析和原位杂交，Hoehe等人（1989年）将β-1肾上腺素受体基因定位到10号染色体。Hoehe等人（1989年）从联系研究中得出结论，ADRB1R和ADAL2R在10q23-q25区域有着密切的联系。脉冲场凝胶电泳显示，2 loci 位于相同的 250 kb 段中。通过原位杂交，杨峰等人（1990年）将ADAR2R和ADRB1R基因区域化为10q24-q26。根据脉冲场凝胶电泳的研究，他们得出结论，这两个基因相距不到225千克。通过链接研究和特异性反交叉，Oakey等人（1991年）将Adrb1r基因分配到小鼠染色体19的相向区域。
• 分子遗传学
易感性充血性心力衰竭和Β-阻滞反应的修改
梅森等人（1999年）发现了一个非名词SNP（R389G;109630.0001）在ADRB1中，它导致受体-Gs相互作用的改变，与信号转导的功能后果一致，与它在假定G-蛋白结合域的定位一致。
持续的心脏肾上腺刺激与心力衰竭的发展和进展有关。去甲肾上腺素的释放由来自早产α-2-肾上腺受体的负面反馈控制，释放的去甲肾上腺素在肌细胞上的目标为β-1-肾上腺素受体。在转染细胞中，β-1-肾神经受体的R389G变异功能增强，多态α-2C-肾神经受体德尔322-325（104250.0001）功能下降。Small等人（2002年）假设，这种受体变异的组合，导致突触性去甲肾上腺素释放增加和肌细胞受体功能增强，将容易使人心力衰竭。在159名心力衰竭患者和189名对照组进行了基因型治疗。在黑人受试者中，与其他ADRA2C表型相比，同源性德尔322-325型人心力衰竭的调整赔率为5.65。单单ADRB1 arg389的风险没有增加。然而，两种变异的同源人患心力衰竭的风险显著增加（调整后的赔率比率为10.11）。心力衰竭患者与9个短串联重复等位基因频率的对照组没有区别。在白人受试者中，对于两种多态性来说，同质性的人太少，无法对风险进行充分评估。Small等人（2002年）认为，在这2个位点进行基因型测定可能是识别有心力衰竭风险的人或其进展者可能是早期预防措施的候选者的有用方法。
Iwai等人（2002年）研究了R389G多态性等的等位基因频率和临床特征，163名日本患者患有扩张性心肌病，157例对照。他们发现，gly389等位基因与心室心动过速的风险降低有关（或者，携带1或2份血糖389等位基因的患者0.29;95%CI，0.13-0.64;p = 0.002）。
在931名白种女性中，迪奥尼等人（2002年）发现ADRB1的arg389等位基因与更大的体重和BMI有关，每个arg389等位基因与2.91公斤的体重增加（p = 0.01）和0.86公斤的体重指数（p = 0.05）相关。在214名接受更全面特征描述的妇女中，作者发现每个arg389等位基因都与更大的脂肪质量（3.71千克;p = 0.008）相关。
洛美耶等人（2007年）对54名用β-阻滞剂元蛋白醇治疗的充血性心力衰竭患者进行了研究，发现ADRB1 R389G和德尔322-325 ADRA2C多态性协同作用地影响了对β-阻滞剂治疗的弹出分数反应。
静息心率的变化
Ranade等人（2002年）调查了静息心率（607276）的遗传测定，在多项研究中发现，这些基因测定与心血管发病率和死亡率有显著相关性。由于通过β-1-肾上腺受体发出信号是心脏功能的关键决定因素，他们测试了该受体中的多态性是否与静息心率相关。他们研究了1000多名中日后裔，来自核家族，并研究了2种多态性：ser49到gly（S49G：109630.0002）和R389G在ADRB1基因。相比之下，β-2和β-3-肾上腺受体中的多态性（109690：109691）也进行了评估。S49G 多态性与静息心率显著相关（p = 0.0004），与其他变量无关，如体重指数、年龄、性别、种族、运动、吸烟、酒精摄入量、高血压状况和β阻滞剂治疗。数据支持了一个试探性模型，其中S49G多态性个体的异质性平均心率中等于任何一种类型的同源性，而血糖糖的同源性平均心率最高，格利同源性心率最低。ADRB1基因中的R389G多态性与ADRB2和ADRB3基因中的多态性都与静息心率无关。心率的可变性为39.7%+/-7.1%。
家庭自然短睡眠 2
在受影响的多代大家庭的成员（家庭50025）与家庭自然短睡眠-2（FNSS2：618591），史等人（2019年）在ADRB1基因（A187V）中发现了异质异位异位突变：109630.0003）该变种，通过链接分析和全外显测序相结合而发现，与家族中表型分离。它被发现在 ExAC 数据库中的低频（4.028 的 100，000 个等位基因）.使用CRISPR/Cas9技术产生的异质A187V突变的小鼠表现出一种短暂的睡眠表型，在光和暗相期间移动时间增加。与野生型小鼠相比，携带该变种的小鼠的总睡眠时间缩短了约55分钟，这影响了非REM和REM睡眠。对小鼠的详细研究表明，在神经元内的鼻孔中，ADRB1基因的表达高度，显示整个睡眠周期的活动发生了改变。ADRB1+ 细胞，主要是谷胱甘肽或 GABAERGIC，正在"唤醒促进"。Adrb1+ 神经元的电生理特性和活动被 A187V 变种改变，Adrb1+ 神经元群体活动总体增加，兴奋性增加。该变种显示出主导作用。研究结果表明ADRB1受体在调节睡眠/觉醒周期方面的作用。
• 进化
Cagliani等人（2009年）分析了ADRB基因在人类中最近的进化史，尤其关注选择性模式。他们的数据表明ADRB1基因的中性选择，但ADRB2和ADRB3基因的中性偏差。
• 动物模型
罗勒等人（1999年）发现，缺乏Adrb1和Adrb2的小鼠有正常的基底心率、血压和代谢率。然而，对β受体激动剂或运动的刺激显示，在计时范围、血管反应和代谢率方面有显著损伤：最大运动能力未受影响。心脏内分率和计时术的β受体刺激几乎完全由Adrb1进行介质，而血管放松和代谢率则由所有3个β受体控制。在Adrb1/Adrb2双敲击小鼠中也观察到心脏肌肉受体密度和血管Adrb3反应的补偿性变化。
为了确定交感神经系统是否是饮食诱发的热发生产生的发泡臂，巴赫曼等人（2002年）创造了缺乏β-肾上腺受体ADRB1、ADRB2和ADRB3的小鼠。无β的老鼠在周饮食有一个较低的代谢率，并略有肥胖。在高脂肪饮食中，无β的小鼠与野生型小鼠相比，发展出巨大的肥胖症，这完全是由于饮食引起的热发生失败。巴赫曼等人（2002年）得出结论，β-肾上腺受体是饮食引起的热发生所必需的，这种发热途径在人体防御饮食引起的肥胖症方面起着至关重要的作用。
Mialet Perez等人（2003年）报告了携带arg389或gly389变异（109630.0001）的β-1肾上腺受体在小鼠心室中靶向转基因过度表达，揭示了一种在人类心力衰竭中重新概括的等位基因特异性心脏表型。与gly389心脏相比，来自幼鼠的心脏具有增强的受体功能和收缩性。较老的 arg389 小鼠显示表型开关，与 gly389 心脏相比，淀粉胶抗体信号减少，心脏收缩性降低。Arg389心脏有胎儿和肥大基因和钙循环蛋白的异常表达，腺基环酶和G-α表达减少，以及心力衰竭纤维化。这种表型在同源性、末期、失败的人类心脏中被重新概括。此外，在 arg389 小鼠中，对β受体阻塞的血液机反应更大，在心力衰竭患者的雕刻素治疗过程中，arg389 的同源性与心室功能的改善有关。Mialet Perez等人（2003年）得出结论，人类arg389变种容易引起心力衰竭，通过煽动过度活跃的信号程序导致压抑受体耦合和心室功能障碍，并影响对β受体封锁的治疗反应。
Jahns et al.（2004）每月对近交系大鼠进行针对第二个细胞外β-1-受体环的免疫接种，所有这些大鼠都产生了刺激受体的抗-β-1-受体环抗体，并且在9个月后，进行性严重左撇子心室扩张和功能障碍。作者每月将抗体阳性和抗体阴性大鼠的血清转移到同一品系的健康大鼠中。所有接受抗β-1-受体环抗体的大鼠也在相似的时间范围内出现相似的心肌病表型。Jahns et al.（2004）得出结论，针对心脏β-1-肾上腺素能受体的自身免疫攻击可能在特发性扩张型心肌病中起因果作用。
▼ 等位基因变异体（选例3）：
.0001 充血性心力衰竭和 β-受体阻滞剂反应，
ADRB1、ARG389GLY
的修饰剂 β-1-肾上腺素能受体是心脏和其他器官中表达的关键细胞表面信号蛋白，介导交感神经系统中儿茶酚胺的作用。Mason等人（1999）在人类ADRB1基因第七个跨膜片段附近的细胞内胞质尾部发现了C-G转换，导致arg389-gly取代（R389G）。gly389和arg389残基的等位基因频率分别为0.26和0.74（前者之前被认为是人类野生型ADRB1等位基因）。使用定点诱变来模拟这 2 个变体，培养的细胞被永久转染以表达 gly389 和 arg389 受体。在表达匹配的功能研究中，arg389 受体的腺苷酸环化酶活性基础水平略高。然而，与 gly389 受体相比，arg389 受体的最大异丙肾上腺素刺激水平明显更高。arg389 受体激动剂促进的结合也增加，这与刺激性 G 蛋白（Gs; 参见139320）并增加腺苷酸环化酶的激活。这些和其他研究表明，人类 ADRB1 基因的这种多态性变异导致受体-Gs 相互作用的改变，并对信号转导产生功能性影响，这与其在假定的 G 蛋白结合域中的定位一致。Mason等人（1999）提出，ADRB1基因的遗传变异可能是心血管和其他疾病的病理生理特征或对治疗性β-肾上腺素能受体激动剂和拮抗剂的反应的个体差异的基础。
Small et al.（2002）在黑人受试者中发现，ADRB1 基因 arg389 纯合子和 4 bp 缺失（322-325del；104250.0001）在ADRA2C基因中。Small et al.（2002）推断，缺失多态性的功能降低会降低突触前α-2-肾上腺素受体负反馈对去甲肾上腺素的控制，而β-1-肾上腺素受体arg389形式的功能增强。肌细胞上的受体结合起来会导致突触去甲肾上腺素释放增加和肌细胞受体功能增强，从而使人容易患心力衰竭。他们发现仅使用 arg389 等位基因并不会增加风险。
Liggett 等人（2006）研究了从衰竭和非衰竭人类心脏中分离出的右心室小梁，观察到 arg389 受体的激动剂促进收缩力分别比 gly389 受体高约 3 倍和 4 倍。β-受体阻滞剂布辛洛尔是 arg389 心室衰竭的反向激动剂，但不是 gly389 心室衰竭的反向激动剂。在转染细胞中，布吲洛尔拮抗激动剂刺激的 cAMP，其中 arg389 的绝对降低幅度更大。在 1,040 名心力衰竭患者中进行的布辛多洛尔安慰剂对照试验中，安慰剂组中没有结果与基因型相关，表明对心力衰竭自然病程影响不大。然而，与安慰剂相比，用布吲洛尔治疗的 arg389 纯合子经年龄、性别和种族调整后死亡率降低了 38%（p = 0.03），死亡率或住院率降低了 34%（p = 0.004）。与安慰剂相比，Gly389 携带者对布辛多洛尔没有临床反应。Liggett et al.（2006）得出结论，R389G 变异改变了多种模型中的信号传导，并影响对 β 受体阻滞剂的治疗反应。
Lobmeyer等人（2007）对54例充血性心力衰竭患者的ADRB1和ADRA2C基因中的R389G和del322-325多态性分别进行了基因分型，并在使用β受体阻滞剂美托洛尔治疗前后进行了超声心动图检查。作者发现，与所有其他基因型组合组相比，也携带 del322-325 的 R389 纯合子患者在美托洛尔治疗后射血分数增加显着更高，并得出结论，ADRB1 和 ADRA2C 多态性协同影响射血分数对 β 受体阻滞剂治疗的反应的心力衰竭患者。
.0002 静息心率，
阿德布 1，SER49GLY
Ranade 等人（2002 年）发现心率的可变性为 39.7%+/-7.1%。在休息心率（607276）和 ADRB1 基因的血浆多态性之间发现了一个相关性，而与其他相关相关性。数据表明，多态性个体的异质性是指发病率中等于任何一种类型的同源性，同源性重要血压的同源性平均心率最高，而糖同源性糖的同源性心率最低。
.0003短睡眠，家庭自然，2（1家庭）
阿德布1，阿拉187VAL
在旅行的多代大家庭的成员（家庭50025）与家庭短自然睡眠-2（FNSS2：618591），Shi等人（2019年）在ADRB1基因中发现了一种异质CT前缀，导致在第四个转膜域高度保存的残留物中替换了阿拉187-val（A187V）。该变种通过链接分析和全外显着子失踪相结合而发现，与家族中表型分离。它发现在ExAC数据库中的低频（4.028的100，000个等位基因）。HEK293细胞的体外功能表达研究表明，与野生型相比，突变的表达稳定性较低，与刺激作用导致CAMP产量下降有关。利用CRISPR/Cas9技术产生的异质A187V突变的突变表现出一种短暂的睡眠表型，在光和暗相期间移动时间与野生型小鼠相比，提出该变种的小鼠的总睡眠时间总共约55分钟，这影响了非快速眼动和快速眼动睡眠。对小鼠的详细研究表明，在神经元内的鼻孔中，ADRB1基因的表达高度，显示整个睡眠周期的发生了改变。ADRB1+细胞，主要是活动谷甘肽或GABAERGIC，正在“唤醒”。Adrb1+神经元的电生理特性和活动被A187V变种改变，Adrb1+神经元群体活动总体增加，兴奋性增加。该变种显示出主导作用。研究结果表明ADRB1受体在调节睡眠/觉醒周期方面的作用。
