g蛋白偶联受体介导的信号通路特点

日期：2023-05-23 11:34:05

G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor，GPCR）是存在于细胞膜上的受体，它与许多内外源性信号分子相互作用，在细胞内介导许多生理过程。如视觉、味觉、嗅觉、神经递质释放、血压调节、免疫反应等。其包括许多不同的亚型，其共有的结构特点是跨越细胞膜七次，因此被称为七膜通道受体（7TM）。GPCR的功能在细胞内通路中被广泛调控，其中最重要的是G蛋白介导的信号转导。

G蛋白偶联受体

分子结构和分类

GPCR受体由单个多肽链组成，它跨越了细胞膜7次，前后端都在胞外，内部在细胞内。不同的GPCR受体在氨基酸序列结构上具有显著的差异。GPCR受体可分为三大家族：Rhodopsin家族、Secretin家族和Glutamate家族，每个家族根据氨基酸序列及功能特征可进一步划分出多个子亚型。

G蛋白偶联受体的信号转导机制

G蛋白介导的信号转导是GPCR受体介导的主要途径，它涉及到G蛋白的激活、分离、复合等过程。

G蛋白分为3类（Gs、Gi/Go、Gq/11）和若干个亚型。分别与不同的GPCR结合起来，使其对于不同的信号分子具有不同的响应。Gs型G蛋白与腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）结合促使其活性化，催化ATP合成环化腺苷酸（cAMP）；Gi/Go型G蛋白则抑制AC的活性，从而减少cAMP水平；Gq/11型G蛋白能够刺激磷脂酰肌醇酰转移酶（phospholipase C，PLC）的活性，催化PIP2（磷脂酰肌醇双磷酸）水解形成DAG（二酰甘油）和IP3（肌醇三磷酸），从而引发一系列下游反应。

上述的G蛋白介导的信号转导机制，总结如下：

G蛋白性质 G蛋白亚型 G蛋白激活后的效应
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，导致PIP2水解成形成DAG和IP3，释放Ca2+

GPCR调控下游信号级联反应的机制

除了G蛋白介导的信号转导外，GPCR还通过多种途径调控下游信号级联反应，包括酪氨酸激酶、酰基转移酶等非G蛋白的信号传导通路。

蛋白激酶的信号通路是GPCR调控的常见途径之一。在这个通路中，GPCR受体通过激活或抑制酪氨酸激酶的活性来影响下游信号级联反应。酰基转移酶（Arrestin）也是GPCR调控下游信号级联反应的重要途径。Arrestin能够与GPCR受体结合，从而阻止其进一步的G蛋白介导的信号传导，同时激活其他信号通路。

GPCR受体是非常重要的信号传导效应器，在细胞内上下游反应级联中起重要作用。对GPCR偶联G蛋白的信号转导和调控途径的了解深入，为新药物的开发和治疗提供了更好的基础。