g蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)的主要過程
日期:2023-05-25 11:57:46
G蛋白偶聯(lián)受體(G protein-coupled receptors,GPCRs)是細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑之一,它們被廣泛地分布在細(xì)胞膜上,并參與了組織和器官的許多生理和病理過程。G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的雙信號(hào)通路(G protein-coupled receptor-mediated dual signal pathway)是GPCRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的核心機(jī)制之一。
當(dāng)GPCRs被其活化配體(如激素,神經(jīng)遞質(zhì)和藥物等)結(jié)合時(shí),G蛋白會(huì)通過GTP酶活性從GDP離子那里催化GTP的合成而被激活。激活后的G蛋白可以與多個(gè)效應(yīng)蛋白(如腺苷酸酰化酶,腺苷酸環(huán)化酶,直接或間接離子通道等)相互作用,從而引發(fā)不同的細(xì)胞反應(yīng)。此外,GTP酶活性既能夠促進(jìn)G蛋白的自我失活,也能夠加速GTP水解為GDP,使G蛋白回到非激活狀態(tài)。這一過程也被稱為“GTP酶循環(huán)”。
在G蛋白介導(dǎo)的信號(hào)通路中,除了通過G蛋白和效應(yīng)蛋白產(chǎn)生的第一信號(hào)(一級信號(hào))外,還存在一種由活化的效應(yīng)蛋白直接或通過內(nèi)源性信號(hào)向下游分子傳遞的第二信號(hào)(二級信號(hào))。其中,激活的效應(yīng)酶(例如,腺苷酸環(huán)化酶)通常通過合成突觸后信使分子(例如cAMP)來調(diào)控細(xì)胞活動(dòng)。同時(shí),二級信號(hào)的產(chǎn)生也被認(rèn)為是GPCRs多樣化、可塑性和藥物作用機(jī)制的重要基礎(chǔ)。
許多G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)通路都包括了以下步驟:受體激活、G蛋白亞單位的分離、GTP酶的激活和GTP水解、效應(yīng)蛋白的激活和生物學(xué)效應(yīng)的產(chǎn)生等。其中,效應(yīng)酶扮演了重要角色。舉個(gè)例子,β腎上腺素能受體(β-AR)介導(dǎo)的信號(hào)通路主要涉及到腺苷酸酰化酶和腺苷酸環(huán)化酶,在經(jīng)歷一系列的反應(yīng)后,會(huì)導(dǎo)致心臟收縮力的增加、心率的增加和血管的舒張等效應(yīng)。
G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的雙信號(hào)通路是細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要途徑之一。有效地理解和掌握此信號(hào)通路對于相關(guān)疾病的治療、藥物設(shè)計(jì)等方面都具有重要的指導(dǎo)意義。
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