G蛋白偶联受体（GPCR）是细胞表面最大的膜蛋白受体家族,其参与众多细胞内部及细胞之间的跨膜信号转导,具有重要生理功能,也是重要的药物靶点。虽然GPCR晶体结构的解析为我们理解GPCR结构与功能提供了重要信息,但对于GPCR激活过程的动态构象变化及选择性激活机制尚不清楚。针对该问题的研究将为深刻理解GPCR跨膜信号转导机制及选择性药物设计提供新的契机。人趋化因子受体CXCR4属于A族GPCR,在胚胎发育、癌症发生和肿瘤迁移等过程中发挥着重要的作用,还是HIV-1入侵宿主细胞的重要靶点。本论文以CXCR4为研究对象,运用荧光共振能量转移（FRET）技术对不同激动剂作用下CXCR4激活过程中受体分子内构象的变化进行系统检测,从而为全面了解CXCR4激活的动态过程以及更安全高效的药物设计奠定重要的理论基础。FRET技术检测条件对GPCR分子内构象变化具有重要影响。我们首先在CXCR4的C末端和第三个胞内环上插入三种不同的FRET荧光体系:单体红色荧光蛋白（m Cherry）-增强绿色荧光蛋白（EGFP）、增强黄色荧光蛋白（EYFP）-增强青色荧光蛋白（ECFP）和四半胱氨酸-标签（TC-tag）-ECFP,瞬时转染HEK 293细胞表达后,考察三种荧光FRET体系对CXCR4分子内构象变化的检测灵敏度。结果发现,不同激动剂作用下,EYFP-ECFP构成的FRET体系对CXCR4分子内构象变化检测最为显著。在活细胞上,其FRET比率（FRET ratio）的数值为1.50-1.70;在细胞裂解液中为1.15-1.25,均优于m Cherry-EGFP、TC-ECFP荧光FRET体系,因此后续实验均采用EYFPECFP荧光FRET体系。在此基础上,我们考察了不同激动剂浓度对CXCR4分子内构象变化的影响,发现AMD3100和TC14012对CXCR4突变体构象变化影响最适浓度是10μM,检测FRET比率变化的百分比（Change in FRET ratio）达到了30%,不同浓度SDF-1?对CXCR4突变体构象变化FRET检测影响不大。以CXCR4的C端为一个插入位点,分别选择N端、胞内环（IC）或胞外环（EC）为另一个插入位点,考察不同FRET对插入位点对CXCR4分子内FRET构象变化检测的影响。结果显示:中性激动剂AMD3100作用后CXCR4第一胞外环突变体（YC3）的FRET信号变化最大,Change in FRET ratio值约为35%,完全性激动剂SDF-1α作用后CXCR4第一胞内环突变体（YC2）的FRET信号变化最大,Change in FRET ratio值约为13%,反向激动剂TC14012作用后CXCR4突变体YC3的FRET信号变化最大,Change in FRET ratio值约为15%。我们还探究了CXCR4突变体在表面活性剂溶液中的构象变化,并比较其与活细胞上构象变化的差异性。结果发现,在表面活性剂溶液中,Change in FRET ratio值较小,对CXCR4突变体的分子构象变化不显著。不同激动剂作用后,表面活性剂溶液中CXCR4分子内FRET信号变化未发生明显规律性,可能是体外表面活性剂溶液中,受体与激动剂的结合活性及构象变化受到影响,因此导致FRET信号变化不明显。本论文研究为利用FRET技术检测GPCR激活过程中分子内构象变化提供了重要的工作参考,为进一步深入解析GPCR选择性激活的分子机制及其构象变化奠定一定的工作基础。