G蛋白偶聯受體如何工作

什麼是G蛋白偶聯受體

G蛋白偶聯受體（GPCR）是真核生物中最大的一類膜蛋白，它介導激素，神經遞質和環境興奮劑的大部分生理反應。它們還負責視覺、嗅覺和味覺。GPCR的關鍵特徵之一是存在七個跨越膜的α螺旋，它們透過交替的細胞內和細胞外環區域相互連線。人類GPCR如圖1所示。

圖 1：GPCR

GPCR的主要作用是在激動劑與受體結合時啟用異源三聚體G蛋白。

G蛋白偶聯受體如何工作

GPCR是一種在細胞膜上發現的受體。當激動劑與GPCR結合時，會發生一系列反應以觸發細胞反應。透過啟用GPCR觸發細胞反應所涉及的步驟如下所述。

當G蛋白偶聯受體未與激動劑結合時，它保持無活性。G蛋白在細胞膜上也保持無活性。G蛋白的三個亞基是Gsα，Gβ和Gγ。G蛋白的非活性狀態包含與Gsα結構域結合的GDP。

在與激素或神經遞質等配體/激動劑結合後，GPCR經歷構象變化，啟用其GEF結構域。GPCR構象的變化允許G蛋白與GEF結構域結合。G蛋白的GDP在GEF結構域的作用下被GTP取代，啟用G蛋白。GEF結構域啟用單體GTP酶，以取代GTP中的GDP。

啟用後，Gsα結構域與GPCR-G蛋白複合物解離並與細胞膜上的效應酶結合以啟用它。活化的效應酶可以是腺苷酸環化酶、磷脂酶C等。它生成第二信使，如cAMP，肌醇1，4，5-三磷酸，1，2-二醯基甘油等。這些第二信使啟用細胞質中的各種型別的蛋白質以產生特定的細胞反應。第二信使是細胞內訊號轉導級聯的啟動成分，其啟用特定的細胞機制。

GTP在Gsα結構域中水解為GDP，與效應酶解離，使酶失活。

GPCR的作用機制如圖2所示。

圖2：GPCR作用機制

結論

G蛋白偶聯受體是真核生物細胞膜上最豐富的受體型別。它透過結合激素，神經遞質或外部刺激等激動劑在啟用時介導細胞功能。GPCR的啟用導致細胞膜上G蛋白的啟用。活化的G蛋白與細胞膜上的效應酶結合，產生第二個信使，觸發細胞質中的細胞反應。