g蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號通路特點

日期：2023-05-23 11:34:05

G蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptor，GPCR）是存在于細(xì)胞膜上的受體，它與許多內(nèi)外源性信號分子相互作用，在細(xì)胞內(nèi)介導(dǎo)許多生理過程。如視覺、味覺、嗅覺、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、血壓調(diào)節(jié)、免疫反應(yīng)等。其包括許多不同的亞型，其共有的結(jié)構(gòu)特點是跨越細(xì)胞膜七次，因此被稱為七膜通道受體（7TM）。GPCR的功能在細(xì)胞內(nèi)通路中被廣泛調(diào)控，其中最重要的是G蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。

G蛋白偶聯(lián)受體

分子結(jié)構(gòu)和分類

GPCR受體由單個多肽鏈組成，它跨越了細(xì)胞膜7次，前后端都在胞外，內(nèi)部在細(xì)胞內(nèi)。不同的GPCR受體在氨基酸序列結(jié)構(gòu)上具有顯著的差異。GPCR受體可分為三大家族：Rhodopsin家族、Secretin家族和Glutamate家族，每個家族根據(jù)氨基酸序列及功能特征可進一步劃分出多個子亞型。

G蛋白偶聯(lián)受體的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制

G蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是GPCR受體介導(dǎo)的主要途徑，它涉及到G蛋白的激活、分離、復(fù)合等過程。

G蛋白分為3類（Gs、Gi/Go、Gq/11）和若干個亞型。分別與不同的GPCR結(jié)合起來，使其對于不同的信號分子具有不同的響應(yīng)。Gs型G蛋白與腺苷酸環(huán)化酶（adenylate cyclase，AC）結(jié)合促使其活性化，催化ATP合成環(huán)化腺苷酸（cAMP）；Gi/Go型G蛋白則抑制AC的活性，從而減少cAMP水平；Gq/11型G蛋白能夠刺激磷脂酰肌醇酰轉(zhuǎn)移酶（phospholipase C，PLC）的活性，催化PIP2（磷脂酰肌醇雙磷酸）水解形成DAG（二酰甘油）和IP3（肌醇三磷酸），從而引發(fā)一系列下游反應(yīng)。

上述的G蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制，總結(jié)如下：

G蛋白性質(zhì) G蛋白亞型 G蛋白激活后的效應(yīng)
Gs型 Gαs 促使Adenylate cyclase（AC）活化，增加cAMP水平
Gi/Go型 Gαi/Gαo 抑制AC活性，降低cAMP水平
Gq/11型 Gαq/Gα11 刺激PLC的活性，導(dǎo)致PIP2水解成形成DAG和IP3，釋放Ca2+

GPCR調(diào)控下游信號級聯(lián)反應(yīng)的機制

除了G蛋白介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)外，GPCR還通過多種途徑調(diào)控下游信號級聯(lián)反應(yīng)，包括酪氨酸激酶、?；D(zhuǎn)移酶等非G蛋白的信號傳導(dǎo)通路。

蛋白激酶的信號通路是GPCR調(diào)控的常見途徑之一。在這個通路中，GPCR受體通過激活或抑制酪氨酸激酶的活性來影響下游信號級聯(lián)反應(yīng)。?；D(zhuǎn)移酶（Arrestin）也是GPCR調(diào)控下游信號級聯(lián)反應(yīng)的重要途徑。Arrestin能夠與GPCR受體結(jié)合，從而阻止其進一步的G蛋白介導(dǎo)的信號傳導(dǎo)，同時激活其他信號通路。

GPCR受體是非常重要的信號傳導(dǎo)效應(yīng)器，在細(xì)胞內(nèi)上下游反應(yīng)級聯(lián)中起重要作用。對GPCR偶聯(lián)G蛋白的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控途徑的了解深入，為新藥物的開發(fā)和治療提供了更好的基礎(chǔ)。