补充:SignaltransductionmediatedbyG-protein-linkedreceptors1、The structure ofG protein-linked receptors:(1)Seven-helixtransmembrane(2)C-terminalSer丝氨酸-andThr苏氨酸-richthesitesofphosphorylationmakeforthedesensitizationofGPCRbyGRK(3)GPCRsuperfamily:G蛋白耦连受体是膜表面受体中最大的一类:C.elegans线虫genome19000genes,encodesapproximately1000differentGPCRs(4)Ligands配体(信号分子):hormones.Neurotransmitters神经递质,chemoattractants化学引诱物,odorants芳香剂andtastants促味剂,photons光子(5)处方药物中有25%的药物是针对这个通路中的不同靶点来开发的。MessengneEXTRACELLULARbindino siteFLUIDCYTOSOLSegmntnnteractswaGproteins(The structure of G protein-linked receptors.Each G protein-linked receptor has seventransmembrane a helices.The primarymessenger binds to the extracellular portion of thereceptor.Thisbindingcauses anintracellularportionofthereceptortoactivateanadjacentGprotein.)2、The structureand activation ofG proteins.鸟苷酸结合蛋白(guaninenucleotidebindingprotein,Gprotein)简称G蛋白,亦称GTP结合蛋白,是一类信号转导分子,在各种细胞信号转导途径中转导信号给不同的效应蛋白。G蛋白结合的核苷酸为GTP时为活化形式,作用于下游分子使相应信号途径开放当结合的GTP水解为GDP时则回到非活化状态,使信号途径关闭。G蛋白主要有两大类:口异源三聚体G蛋白:与7次跨膜受体结合,以α亚基(Gα)和β、亚基(Gβ)三聚体的形式存在于细胞质膜内侧。口低分子量G蛋白(21kD)(低分子量G蛋白(21kD),它们在多种细胞信号转导途径中亦具有开关作用:Ras是第一个被发现的小G蛋白,因此这类蛋白质被称为Ras家族,因为它们均由一个GTP酶结构域构成,故又称Ras样GTP酶。)G蛋白通过G蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptors,GPCRs)与各种下游效应
补充: Signal transduction mediated by G-protein-linked receptors 1、 The structure of G protein-linked receptors: ⑴Seven-helix transmembrane ⑵C-terminal:Ser 丝氨酸-and Thr 苏氨酸-rich; the sites of phosphorylation make for the desensitization of GPCR by GRK ⑶GPCR superfamily: G 蛋白耦连受体是膜表面受体中最大的一类;C.elegans 线虫 genome 19000 genes, encodes approximately 1000 different GPCRs ⑷Ligands 配体(信号分子): hormones,Neurotransmitters 神经递质, chemoattractants 化学 引诱物, odorants 芳香剂 and tastants 促味剂, photons 光子 ⑸处方药物中有 25%的药物是针对这个通路中的不同靶点来开发的。 (The structure of G protein-linked receptors. Each G protein-linked receptor has seven transmembrane αhelices. The primary messenger binds to the extracellular portion of the receptor. This binding causes an intracellular portion of the receptor to activate an adjacent G protein.) 2、 The structure and activation of G proteins. 鸟苷酸结合蛋白(guanine nucleotide binding protein,G protein)简称 G 蛋白,亦称 GTP 结合蛋白,是一类信号转导分子,在各种细胞信号转导途径中转导信号给不同的效 应蛋白。 G 蛋白结合的核苷酸为 GTP 时为活化形式,作用于下游分子使相应信号途径开放; 当结合的 GTP 水解为 GDP 时则回到非活化状态,使信号途径关闭。 G 蛋白主要有两大类: 异源三聚体 G 蛋白:与 7 次跨膜受体结合,以 α 亚基(Gα)和 β、γ 亚基(Gβγ)三 聚体的形式存在于细胞质膜内侧。 低分子量 G 蛋白(21kD) (低分子量 G 蛋白(21kD),它们在多种细胞信号转 导途径中亦具有开关作用;Ras 是第一个被发现的小 G 蛋白,因此这类蛋白质被 称为 Ras 家族,因为它们均由一个 GTP 酶结构域构成,故又称 Ras 样 GTP 酶。) G 蛋白通过 G 蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)与各种下游效应
分子,如离子通道、腺苷酸环化酶、PLC联系,调节各种细胞功能。在细胞中还存在一些调节因子,专门控制小G蛋白活性增强其活性的因子:如鸟嘌呤核苷酸交换因子(guaninenucleotideexchangefactor,GEF)和鸟苷酸释放蛋白(guaninenucleotidereleaseprotein,GNRP):降低其活性的因子:如鸟嘌岭核苷酸解离抑制因子(guaninenucleotidedissociationinhibitor,GDI)和GTP酶活化蛋白(GAP)等。Ras的活化及其调控因子GAPGTPGDPRasRasSosoffon这类受体从结构和激活方面可以分为两大类:(1)如果受体结合刺激性的信号,它的α亚基被活化后,影响效应酶(腺苷酸环化酶or磷酸酯酶C),图中是腺苷酸环化酶刺激性的激素作用于G蛋白,G蛋白耦联,使腺苷酸环化酶活化,产生高水平的cAMP;(2)另种是抑制性的G蛋白复合物,作用于受体,抑制腺苷酸环化酶,降低cAMP的水平(表8-2,p232)Ga亚基有不同的类型,产生的效应有的上升,有的下降;其相对应的效应器蛋白也是不同的;大体有三类:腺苷酸环化酶:离子通道:磷脂酶C:第二信使有cAMP:离子通道:cGMP;双信使(IP:1,4,5三磷酸肌醇:DAG二酰甘油);PlasmaEpinephrinePGE1InhibitoryStimulatorymembraneGlucagonAdenosinefligandligandof livercellACTHActivationInhibitionExteriorLofEofEECytosolGG.ReceptorReceptorforAdenylylGGGforstimulatorycyclaseGpGDPGDPinhibitoryhormonehormoneStimulatoryInhibitoryGproteinGproteincomplexcomplex3,ActivationofGproteinbythereceptor与G蛋白偶联受体相联系的效应蛋白的激活普遍机制:三聚体G-蛋白解离活化周期如下:
分子,如离子通道、腺苷酸环化酶、PLC 联系,调节各种细胞功能。 在细胞中还存在一些调节因子,专门控制小 G 蛋白活性: • 增强其活性的因子:如鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factor, GEF)和鸟苷酸释放蛋白(guanine nucleotide release protein,GNRP); • 降低其活性的因子:如鸟嘌呤核苷酸解离抑制因子(guanine nucleotide dissociation inhibitor,GDI)和 GTP 酶活化蛋白(GAP)等。 Ras 的活化及其调控因子 这类受体从结构和激活方面可以分为两大类:⑴如果受体结合刺激性的信号,它的α 亚基被活化后,影响效应酶(腺苷酸环化酶 or 磷酸酯酶 C),图中是腺苷酸环化酶刺激性 的激素作用于 G 蛋白,G 蛋白耦联,使腺苷酸环化酶活化,产生高水平的 cAMP;⑵另一 种是抑制性的 G 蛋白复合物,作用于受体,抑制腺苷酸环化酶,降低 cAMP 的水平 (表 8-2,p232)Gα亚基有不同的类型,产生的效应有的上升,有的下降;其相对应的效应 器蛋白也是不同的;大体有三类:腺苷酸环化酶;离子通道;磷脂酶 C;第二信使有 cAMP; 离子通道;cGMP;双信使(IP31,4,5 三磷酸肌醇;DAG 二酰甘油); 3、 Activation of G protein by the receptor 与 G 蛋白偶联受体相联系的效应蛋白的激活普遍机制: 三聚体 G-蛋白解离活化周期如下:
①配体(激素)结合诱发受体构象改变;②活化受体与Gα亚基结合;③活化的受体引发Ga亚基构象改变,致使GDP与G蛋白解离④GTP与Ga亚基结合,引发Ga亚基与受体和Gβ亚基解离③配体-受体复合物解离,Gα亚基结合并激活效应蛋白③GTP水解成GDP,引发Gα亚基与效应蛋白解离并重新与Gβ亚基结合,恢复到三聚体G-蛋白的静息状态。Gproteirnctve3(A)mBlaimaneSAGDPsignal(B)CYTOSOIGDPGDPTEivatodG-proteinsubunitsGTPECtivG-蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路:按其效应器蛋白的不同,可以区分为三类(1)激活离子通道的G-蛋白耦联受体所介导的信号通路当受体与配体结合被激活后,通过耦联G-蛋白的分子开关作用,调控耦联跨膜离子通道的开启与关闭,进而调节靶细胞的活性,如心肌细胞的M-型乙酰胆碱受体和视杆细胞的光敏感受体,都属于这类调节离子通道的G-蛋白耦联受体。①心肌细胞上M-型乙酰胆碱受体激活G-蛋白开启K+通道AcatylichoeExterlorCytesolsuncarinkcAceacetylcholineeorpt
①配体(激素)结合诱发受体构象改变; ②活化受体与 Gα亚基结合; ③活化的受体引发 Gα亚基构象改变,致使 GDP 与 G 蛋白解离 ④GTP 与 Gα亚基结合,引发 Gα亚基与受体和 Gβγ亚基解离 ⑤配体-受体复合物解离,Gα亚基结合并激活效应蛋白 ⑥GTP 水解成 GDP,引发 Gα亚基与效应蛋白解离并重新与 Gβγ亚基结合,恢复 到三聚体 G-蛋白的静息状态。 G-蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路: 按其效应器蛋白的不同,可以区分为三类 ⑴激活离子通道的 G-蛋白耦联受体所介导的信号通路 当受体与配体结合被激活后,通过耦联 G-蛋白的分子开关作用,调控耦联跨膜离 子通道的开启与关闭,进而调节靶细胞的活性,如心肌细胞的 M-型乙酰胆碱受体和视 杆细胞的光敏感受体,都属于这类调节离子通道的 G-蛋白耦联受体。 ①心肌细胞上 M-型乙酰胆碱受体激活 G-蛋白开启 K+通道