GPCRのリガンド非結合部位に複数の点変異を導入することでタンパク質を特定のコンフォメーション状態に固定（熱安定化）し、X線結晶構造解析およびcryo-EMによる精密な立体構造決定を可能にする技術。

GPCRは複数のコンフォメーション状態間で動的に遷移する膜タンパク質であり、精製・構造解析が困難なタンパク質クラスとして知られてきた。これに対して、受容体の機能（リガンド結合・シグナル伝達）を維持しながら、リガンド結合ポケット以外の部位（主に膜貫通ヘリックス間の界面）に点変異を導入してタンパク質全体の熱力学的安定性を高めている。

これにより、界面活性剤溶液中でのGPCRの精製が可能となり、X線結晶構造解析やcryo-EM解析に進めることができる。変異の組み合わせを最適化することで、不活性状態・活性状態・Gタンパク質バイアス状態など目的のコンフォメーションを選択的に安定化することも可能とのこと。

2024年の論文では、アペリン受容体（APLNR）に対してNxStaR技術を適用し、内因性ペプチドリガンド（アペリン、Elabela）と低分子アゴニストCMF-019の結合様式の違いを明らかにしている。
最小限のN末端・C末端の切断と、6つの熱安定化変異とICL3へのbRIL挿入、2箇所のパルミトイル化サイトと1箇所のN結合型糖鎖修飾サイトに変異を導入したNxStaRコンストラクトを用いて、結晶構造を取得している。

構造解析の結果、低分子アゴニストCMF-019は内因性ペプチドリガンドに比べてオルトステリックポケット深部に垂直方向に差し込まれる形で結合し、TM6・TM7・TM1・TM2・TM3の界面に形成される疎水性サブポケットに相互作用することが示された。

一方、ペプチドリガンドの結合においてR168（アルギニン残基）がペプチドC末端との水素結合に必須であることも特定しており（Table 2）、低分子とペプチドとで異なる分子認識機構が存在することが明らかになった。

さらに英国Genomics England 100,000ゲノムプロジェクトから取得した自然発生変異体の機能解析を組み合わせることで、受容体と各リガンドクラスの相互作用に関わる重要残基を整理している。

Pfizer社との共同研究事例（2024年の論文）では、慢性炎症疾患の標的となるCCR6について、2種類の異なるアロステリックアンタゴニストと複合体を形成した不活性状態のcryo-EM構造を報告している。

細胞外ポケットに結合するオキソモルホリン化合物（OXM1/OXM2）と細胞内ポケット（Gタンパク質結合部位と重なる）に結合するスクアラミド誘導体（SQA1）の2種類の結合様式が解明され、「小分子リガンドによるGPCRアンタゴニズムの多様性」が示されている。

NxStaR技術を活用して取得した高分解能GPCR構造情報を起点に、計算化学・機械学習を組み合わせてin silicoスクリーニング・分子特性予測・化合物デザインを行う構造ベース創薬（SBDD）技術。

化合物スクリーニングの工程はNxHit技術と呼ばれている。NxHitでは、NxStaRタンパク質を用いたバーチャルスクリーニングと、NxStaRタンパク質に対するDNA-encoded library（DEL）スクリーニング、およびGPCR特化化合物ライブラリを組み合わせてヒット化合物を同定する。

得られたヒット化合物は、NxDesignのSBDDフローで化学・薬理・DMPK・計算化学・機械学習の知識を統合しながら最適化される。

NxDesignに関連する事例として、2024年に論文が報告されている。
GPCRアロステリック結合部位の系統的な分類と「リガンダビリティ」の評価手法を構築しており、107個のGPCR構造を解析して24種類のアロステリック結合部位を同定し、各部位の化学的特性（ポケット体積・ハロゲン含有率など）をBioGPS・SiteMap・FTMapの3手法で評価・比較している。

BioGPSが24部位中22部位で最も高い検出能を示すことを確認し、アロステリックリガンドはオルトステリックリガンドに比べて浅いポケットに結合し、ハロゲン含有率が高いという特徴的な化学空間を占めることも明らかにされており、GPCRを標的とするリガンド設計において特別な考慮が必要となることを示している。

標準的な化合物ライブラリではGPCRアロステリック部位へのヒット率が低い理由の説明となる。

また、Nxera Pharmaは2024年にAntiverse社とのAI活用による抗GPCR抗体の設計を行う提携を発表しており、Antiverse社の機械学習ベース「エピトープ特異的な抗体ライブラリ設計技術」とNxera PharmaのNxWave技術（GPCRターゲットの選定、バリデーション、構造決定データ解析ツール）を組み合わせ、GPCR標的抗体の探索を推進しており、低分子だけでなく抗体モダリティにも対応可能であることが分かる。