G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路課件

G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號傳遞G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路一、G蛋白1.G蛋白定義G蛋白——簡稱：鳥苷酸結合蛋白；是指能與GTP或GDP結合，是（G蛋白偶聯(lián)）受體與效應酶（酶或離子通道）之間的中介物質，是一種酶，在反應過程中與GTP結合故稱為G蛋白。G蛋白的兩種構象：1.與GTP結合形成的活性構象；2.與GDP結合形成的無活性構象。

G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白分類G蛋白在信號轉導中主要有兩類:一類是與膜受體偶聯(lián)的異三聚體蛋白，一般稱之為經典G蛋白或大G蛋白，它們有αβγ三個亞單位為組成，βγ二聚體通過共價鍵結合結合于膜上起穩(wěn)定α亞基的作用，而α亞基本身具有GTP酶活性；另一類是存在于不同的細胞部位的小分子量G蛋白，也稱為“小G蛋白”，由一條肽鏈組成，所有G蛋白都是膜蛋白G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白生物學功能

G蛋白均通過第二信使引起級聯(lián)反應，產生生物效應。激動劑與受體結合后，通過G蛋白，才能將信號傳遞到效應系統(tǒng)其作用特點是在一個細胞庫可與不同受體和不同的效應器，產生不同特定功能。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白異三聚體的分子結構G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路三聚體G蛋白信號轉導循環(huán)

GTP的水解速度決定開關蛋白維持活性構象并向下游轉導信號的時間G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路小G蛋白三聚體G蛋白功能位點（1）GTP/GDP結合位點（2）GTPase活性中心（3）銜接蛋白結合位點（4）下游信號轉導蛋白結合位點（1）C端的GPCR結合位點；（2）N端的Gβγ二聚體結合位點；（3）GTP/GDP結合位點；（4）下游信號轉導蛋白結合位點（5）GTPase活性中心不同之處（1）三聚體G蛋白直接與受體結合；小G蛋白不直接與受體結合，而是通過銜接蛋白（2）游離Gα的GTPase活性很高；而小G蛋白的GTPase活性卻很低，且受下列因子調控GEP、GAP、GDIG蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路調控因子(1)鳥苷酸交換因子GEF：促使小G蛋白釋放GDP，結合GTP，是正調控因子；(2)GTPase激活蛋白GAP:增強小G蛋白的GTP酶活性，催化GTP水解為GDP，使小G蛋白失活，是負調控因子(3)鳥苷酸解離抑制因子GDI：抑制GTP的水解，維持小G蛋白的活性構象，是正調控因子。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路銜接蛋白在信號轉導途徑中起連接作用的蛋白質。介導上游信號轉導蛋白與下游信號轉導蛋白結合，本身沒有酶的活性G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路二、G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉導途徑什么是受體？受體(receptor)是指存在于靶細胞膜上或細胞內能特異識別與結合生物活性分子（配體），進而引起靶細胞生物學效應的分子。絕大部分受體為蛋白質，少數(shù)為糖脂。能與受體呈特異性結合的生物活性分子則稱配體(ligand)G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路受體功能識別與結合產生相應的生物學效應信號轉導受體的功能識別與結合信號轉導產生相應的生物學效應G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白偶聯(lián)受體G蛋白偶聯(lián)受體(G-proteincoupledreceptor,GPCR)又稱蛇型受體。此型受體通常由單一的多肽鏈或均一的亞基組成，其肽鏈可分為細胞外區(qū)、跨膜區(qū)、細胞內區(qū)三個區(qū)；胞內部分可以與一種能和GDP或GTP結合的蛋白（G蛋白）相互作用。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白偶聯(lián)受體是一種與三聚體G蛋白偶聯(lián)的細胞表面受體；為單體蛋白，GPCR的一級結構含七個跨膜區(qū)。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路信號轉導途徑信號傳遞過程：1、配體與受體結合2、受體活化G蛋白3、G蛋白激活或抑制細胞中的效應分子4、效應分子改變細胞內信使的含量與分布5、細胞內信使作用于相應的靶分子，從而改變細胞的代謝過程及基因表達功能。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路cAMP與蛋白激酶A介導的信號轉導特征：cAMP濃度升高激活蛋白激酶A（PKA），是激素調控細胞代謝或基因表達的主要途徑?；具^程：化學信號通過細胞膜受體激活Gs型G蛋白，釋放活性Gsa.GTP。Gsa.GTP激活錨定于細胞膜胞質面的腺苷酸環(huán)化酶（AC）。腺苷酸環(huán)化酶催化ATP合成cAMP。cAMP變構激活細胞質基質PKA。PKA催化關鍵酶或功能蛋白磷酸化，產生細胞效應?；瘜W信號GPCRGsACcAMPPKA關鍵酶/功能蛋白細胞效應G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路Ca離子與蛋白激酶C（PKC）、鈣調蛋白依賴性蛋白激酶介導的信號傳導基本過程：化學信號通過細胞膜受體激活Gq型G蛋白，釋放Gqa.GTP。Gqa.GTP激活錨定于細胞膜胞質面的磷脂酶C，催化水解細胞膜內層脂的PIP2，產生DAG和IP3。IP3擴散到內質網表面，與IP3門控Ca離子通道結合，打開Ca通道，使內質網腔Ca離子流出，導致細胞質基質Ca濃度急劇升高；Ca離子與細胞質基質內游離的PKC結合，引導其向細胞膜胞質面轉運，并與細胞膜內質層上的DAG結合，徹底激活PKC。PKC催化下游轉導蛋白磷酸化，進一步轉導信號，最終產生效應。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路化學信號Gq磷脂酶CIP3（+DAG）Ca2+通道Ca2+Ca2+-PKCCa2+-DAG-PKC關鍵酶或功能蛋白細胞效應

G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路G蛋白在醫(yī)學方面的意義（G蛋白異常與疾?。〨PCR介導的信號轉導途徑異?？梢娪谛难懿　⑦z傳病、腫瘤和傳染病霍亂毒素催化G蛋白的α亞基失去GTP酶活性，導致對AC(腺苷酸環(huán)化酶)的持續(xù)激活，AC分解ATP產生大量的cAMP(細胞第二信使)，使得細胞膜上的離子通道打開，大量的離子和水分都從細胞膜內流到細胞外，形成了大量的脫水癥狀G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路AP=ActivedProtein激活蛋白

糖皮質激素的作用機理：基因調控作用機制G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路糖皮質激素作用機理其他學說非基因：細胞膜表面受體或細胞膜的物理、化學相互作用，數(shù)分鐘出現(xiàn)效應炎癥時淋巴細胞增多及相應受體表達增多G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路甲狀腺激素的作用機制反饋調節(jié)（－）（－）寒冷、過度緊張等下丘腦垂體甲狀腺促甲狀腺激素釋放激素促甲狀腺激素甲狀腺激素（+）（+）意義：使激素的含量維持相對穩(wěn)定的正常水平。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路反饋調節(jié)反饋調節(jié):在大腦皮層的影響下，下丘腦可以通過垂體，調節(jié)和控制某些分泌腺中激素的合成和分泌；而激素進入血液后，又可以反過來調節(jié)下丘腦和垂體中有關激素的合成和分泌，這種調節(jié)叫反饋調節(jié)。負反饋:結果反過來抑制過程的發(fā)生。正反饋:結果反過來促進過程的發(fā)生。G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號通路右圖為高等動物體內的甲狀腺活動調節(jié)示意圖。請據(jù)圖回答問題。（1）圖中③表示的激素是

。②表示

激素。①表示

激素。（2）若切除動物的甲狀腺，血液中激素①和②的濃度會

，如再定期給該動