下载此文档

G蛋白偶联受体的信号传导.docx


文档分类:论文 | 页数:约24页 举报非法文档有奖
1/24
下载提示
  • 1.该资料是网友上传的,本站提供全文预览,预览什么样,下载就什么样。
  • 2.下载该文档所得收入归上传者、原创者。
  • 3.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
1/24 下载此文档
文档列表 文档介绍
该【G蛋白偶联受体的信号传导 】是由【科技星球】上传分享,文档一共【24】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【G蛋白偶联受体的信号传导 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。1/37G蛋白偶联受体的信号传导第一部分G蛋白耦联受体的结构特征 2第二部分G蛋白的亚基组成和功能 4第三部分效应器的激活和信号放大的级联 6第四部分第二信使的生成和细胞反应 9第五部分受体脱敏和信号终止机制 12第六部分G蛋白偶联受体信号传导的调控 14第七部分G蛋白偶联受体信号传导在疾病中的作用 17第八部分靶向G蛋白偶联受体的药物开发 203/37第一部分G蛋白耦联受体的结构特征关键词关键要点主题名称:(GPCR)一般包含七个跨膜区,每个跨膜区由约20-25个疏水氨基酸残基组成。,形成疏水性的受体核心,将配体结合口袋包裹在内部。,配体结合后导致受体构象改变,引发G蛋白结合。主题名称:胞外区G蛋白偶联受体的结构特征G蛋白偶联受体(GPCRs)是一个大型的跨膜受体家族,在细胞信号传导中发挥着至关重要的作用。它们以与异三聚体G蛋白的独特相互作用为特征,将胞外信号转换为胞内反应。膜拓扑结构GPCRs通常由七个跨膜α-螺旋(TM1-TM7)组成,形成一个疏水性口袋,用于配体结合。这些跨膜螺旋通过细胞外和细胞内环、氨基末端(N-末端)和羧基末端(C-末端)尾部连接起来。*细胞外区域:负责配体结合,包括:*大的氨基末端胞外结构域(ECD),其长度和构象因不同GPCR而异。*TM3-TM4之间的第一胞外环(ECL1)。*TM5-TM6之间的第二胞外环(ECL2),通常是配体结合的关键区域。*TM6-TM7之间的第三胞外环(ECL3)。*跨膜区域:形成配体结合口袋和G蛋白相互作用表面。3/37*细胞内区域:参与G蛋白偶联和下游信号传导,包括:*TM7和C末端之间的第一胞内环(ICL1)。*TM4和TM5之间的第二胞内环(ICL2)。*TM6和TM7之间的第三胞内环(ICL3)。*长度和序列高度可变的C末端尾部。配体结合口袋配体结合口袋位于跨膜螺旋形成的疏水性环境中。它由TM3、TM5、TM6和TM7的侧链组成,特定残基相互作用确定了受体的配体特异性。G蛋白相互作用表面G蛋白相互作用表面位于受体的细胞内区域,通常涉及TM5、TM6和第三胞内环(ICL3)的亲水性残基。这些残基与G蛋白α亚基的三螺旋束区域相互作用,触发G蛋白激活和异三聚体解离。构象变化配体结合引起GPCR构象变化,包括:*TM6向外移动,导致配体结合口袋的扩张。*TM3向内移动,使得配体更深入地进入口袋。*ICL3构象变化,暴露G蛋白结合位点。这些构象变化促进G蛋白的结合和激活,从而启动下游信号传导级联。亚型变异GPCRs具有高度的亚型变异,反映在配体结合特异性、G蛋白偶联和下游信号传导方面。这种变异是由跨膜和胞内区域内的残基差异引起4/37的。分子多样性GPCRs是分子多样性最大的受体家族,人类基因组中编码了约800个GPCRs。这种多样性反映了它们参与广泛的生理和病理过程,从感觉感知到激素调节。:携带GTP或GDP,具有GTP酶活性,负责信号的激活和终止。:五种同源形式,与γ亚基构成βγ二聚体,参与下游效应器的激活。:两种同源形式,与β亚基构成βγ二聚体,参与下游效应器的激活。:将细胞表面的信号传递到细胞内部。:通过与下游效应器相互作用,激活或抑制其活性。:通过调节GTP酶活性,控制信号持续时间和强度。G蛋白的亚基组成和功能G蛋白(异源三聚体G蛋白)是跨膜受体介导的信号转导的重要组成部分,由三个亚基组成:α、β和γ。α亚基*结构:α亚基由GTP结合域(Gα)和调节域(GαR)组成。*功能:Gα对效应器的激活至关重要。它通过交换结合的GDP为GTP5/37来激活,然后与效应器相互作用以触发信号级联反应。β亚基*结构:β亚基是一个小蛋白质,含有七个跨膜螺旋。*功能:β亚基与γ亚基形成二聚体,有助于定位G蛋白并限制α亚基的活性。γ亚基*结构:γ亚基是一个小蛋白质,不具有Gα和Gβ共有的七个跨膜螺旋。*功能:γ亚基与β亚基形成二异戊基化二聚体。它可以与不同的效应器相互作用,调节信号传导途径。亚基功能的调控G蛋白亚基的活性受到多种调节因子的控制,包括:*受体激活:受体配体结合会引起构象变化,促进GDP-GTP交换,激活Gα并触发信号传导。*调节蛋白:RGS蛋白(调节G蛋白信号分子)和Arrestin蛋白可以通过加速GTP水解来终止Gα活性。*效应器激活:效应器激活会使Gα结合GDP,将其失活并终止信号传导。*G蛋白激酶(GRK):GRK通过磷酸化Gβγ二聚体来调节G蛋白信号传导。G蛋白异构体已鉴定出20多种不同的Gα亚基、6种Gβ亚基和12种Gγ亚基,7/37形成广泛的G蛋白异构体。这些异构体具有不同的效应器特异性和信号转导特性。特定α亚基亚型的功能*Gαs:激活腺苷酸环化酶(AC),升高细胞内cAMP水平。*Gαi:抑制AC,降低cAMP水平。*Gαq:激活磷脂酰肌醇磷脂酶C(PLC),产生肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)。*Gα12/13:激活RhoGEF,诱导RhoGTPase活化,控制细胞骨架重塑。G蛋白信号传导的总体机制G蛋白介导的信号转导遵循以下步骤:。,促进GDP-GTP交换,激活Gα。,触发信号级联反应。。,失活信号传导。,调节信号传导。第三部分效应器的激活和信号放大的级联关键词关键要点效应器激活和信号放大的级联主题名称:,与已结合GDP的G蛋白结合,促进GDP交换GTP。,直接或间接激活效应器,如腺苷酸环化酶(AC)、磷脂酶C(PLC)或离子通道。,产生细胞反应,例如增加cAMP水平、释放IP3和DAG或改变离子通量。主题名称:信号放大效应器的激活和信号放大的级联效应器的激活是G蛋白偶联受体(GPCR)信号传导途径的关键一步。效应器是由G蛋白激活的酶或离子通道,负责产生生理反应。不同的GPCR亚型可以耦合到不同的效应器,从而导致各种细胞反应。下游途径的激活G蛋白偶联受体被配体激活后,激活的三聚体G蛋白(由α、β和γ亚基组成)与效应器相互作用。Gα亚基的GDP被GTP取代,导致α亚基与βγ亚基脱离。游离的Gα-GTP复合物与效应器结合,激活效应器。效应器的激活效应器的激活导致下游信号传导途径的启动。常见的效应器包括腺苷环化酶(AC)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)、鸟苷酸交换因子(GEF)和钙离子通道。*腺苷环化酶(AC):Gαs亚基激活AC,将ATP转化为环磷酸腺苷(cAMP),cAMP充当多种下游靶点的第二信使。*磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K):Gαq亚基激活PI3K,产生磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3),PIP3激活Akt和mTOR等下游靶点。*鸟苷酸交换因子(GEF):Gα12/13亚基激活GEF,GEF激活Ras,进而激活MAPK信号通路。*钙离子通道:Gαq/11亚基激活钙离子通道,导致细胞内钙离子浓度升高,钙离子充当多种细胞过程的第二信使。8/37信号放大的级联效应器的激活导致一系列级联反应,称为信号放大。这种放大是由几个机制实现的:*酶级联反应:激活的效应器催化多个底物的转化,产生指数级增加的第二信使。*蛋白质-蛋白质相互作用:效应器与下游靶点相互作用,形成信号复合物,促进信号传递。*正反馈:一些效应器激活的途径产生正反馈,进一步激活效应器,导致更强的信号。终止信号GPCR信号传导需要终止以防止过度的激活。几种机制参与了信号终止:*G蛋白内在GTP酶活性:Gα亚基具有内在GTP酶活性,将其水解为GDP,导致Gα-GDP复合物与效应器解离,从而终止效应器的激活。*RGS蛋白:调节剂G蛋白信号(RGS)蛋白加速Gα亚基的GTP酶活性,促进信号终止。*效应器磷酸化:某些效应器被蛋白激酶磷酸化,这会抑制其活性并导致信号终止。信号传导级联和效应器的激活对于G蛋白偶联受体信号传导至关重要。它们允许小分子配体的信号被放大和传递到细胞内,从而产生广泛的生理反应。10/,磷脂酰肌醇二磷酸酶C(PLC)被激活,水解磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)产生肌醇三磷酸(IP3)和二酰甘油(DAG)。,导致钙离子????????????中释放。(PKC),PKC能够磷酸化各种底物,参与细胞增殖、分化、凋亡等过程。环腺苷酸(cAMP)(AC),AC将三磷酸腺苷(ATP)转化生成cAMP。(PKA)发挥作用,PKA能够磷酸化各种底物,参与代谢、离子通道调控、基因转录等过程。(EPAC),EPAC能够激活核苷酸交换因子,进而激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路。鸟苷酸三磷酸(GTP),并与效应器蛋白相互作用。(GAP)促进G蛋白水解GTP为GDP,导致G蛋白与效应器蛋白解离,信号转导终止。(RGA)通过与G蛋白结合,促进G蛋白GTP酶活性,加速信号转导的终止。磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K),PI3K磷酸化磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)产生磷脂酰肌醇3,4,5-三磷酸(PIP3)。(PH)域蛋白相互作用,募集这些蛋白到细胞膜,参与细胞存活、增殖、迁移等过程。,PTEN能够脱磷酸酸化PIP3,从而负调控PI3K信号转导。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),MAPK通路涉及一系列激酶级联反应,包括Raf、MEK和ERK。,参与细胞增殖、分化、凋亡等过程。,包括磷酸酶和抑制蛋白。钙调蛋白激酶(CaMK),CaMK能够磷酸化各种底物,参与细胞兴奋性、基因转录、神经可塑性等过程。,它在学****和记忆中发挥重要作用。(CaN)的负调控,CaN能够脱磷酸酸化CaMK,调节其活性。第二信使的生成和细胞反应G蛋白偶联受体(GPCR)激活后,通过以下步骤触发第二信使的生成,最终引起广泛的细胞反应:腺苷酸环化酶(AC)途径:*GPCR激活Gs蛋白,导致Gs-αGDP复合物解离并激活腺苷酸环化酶(AC)。*AC将ATP转化为cAMP(环磷酸腺苷),一种重要的第二信使。*cAMP激活蛋白激酶A(PKA),导致细胞反应,如糖原分解、脂解和血管舒张。磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)水解途径:*GPCR激活Gq蛋白,导致Gq-αGTP复合物解离并激活磷脂酰肌醇特异性磷脂酶Cβ(PLCβ)。*PLCβ将PIP2水解为二酰甘油(DAG)和肌醇三磷酸(IP3)。*DAG激活蛋白激酶C(PKC),引起细胞反应,如细胞增殖和分化。*IP3与内质网上的IP3受体结合,释放钙离子(Ca2+)到细胞质中。

G蛋白偶联受体的信号传导 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.

相关文档 更多>>
非法内容举报中心
文档信息
  • 页数24
  • 收藏数0 收藏
  • 顶次数0
  • 上传人科技星球
  • 文件大小41 KB
  • 时间2024-03-28