g蛋白偶聯受體介導的信號通路特點
日期：2023-05-23 11:34:05
G蛋白偶聯受體（G protein-coupled receptor，GPCR）是存在于細胞膜上的受體，它與許多內外源性信號分子相互作用，在細胞內介導許多生理過程。如視覺、味覺、嗅覺、神經遞質釋放、血壓調節、免疫反應等。其包括許多不同的亞型，其共有的結構特點是跨越細胞膜七次，因此被稱為七膜通道受體（7TM）。GPCR的功能在細胞內通路中被廣泛調控，其中最重要的是G蛋白介導的信號轉導。
分子結構和分類
GPCR受體由單個多肽鏈組成，它跨越了細胞膜7次，前后端都在胞外，內部在細胞內。不同的GPCR受體在氨基酸序列結構上具有顯著的差異。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蛋白偶聯受體的信號轉導機制
G蛋白介導的信號轉導是GPCR受體介導的主要途徑，它涉及到G蛋白的激活、分離、復合等過程。
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結合起來，使其對于不同的信號分子具有不同的響應。Gs型G蛋白與腺苷酸環化酶（adenylate cyclase，AC）結合促使其活性化，催化ATP合成環化腺苷酸（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），從而引發一系列下游反應。
上述的G蛋白介導的信號轉導機制，總結如下：
G蛋白性質 G蛋白亞型 G蛋白激活后的效應
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，導致PIP2水解成形成DAG和IP3，釋放Ca2+
GPCR調控下游信號級聯反應的機制
除了G蛋白介導的信號轉導外，GPCR還通過多種途徑調控下游信號級聯反應，包括酪氨酸激酶、酰基轉移酶等非G蛋白的信號傳導通路。
蛋白激酶的信號通路是GPCR調控的常見途徑之一。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反應。酰基轉移酶（Arrestin）也是GPCR調控下游信號級聯反應的重要途徑。Arrestin能夠與GPCR受體結合，從而阻止其進一步的G蛋白介導的信號傳導，同時激活其他信號通路。
GPCR受體是非常重要的信號傳導效應器，在細胞內上下游反應級聯中起重要作用。對GPCR偶聯G蛋白的信號轉導和調控途徑的了解深入，為新藥物的開發和治療提供了更好的基礎。
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