G蛋白偶联受体的结构与激活
gpcr 激活机制
gpcr 激活机制GPCR（G蛋白偶联受体）是一类广泛存在于细胞膜上的受体蛋白，它们在生物体内起着重要的信号传导作用。
GPCR的激活机制是指当外界信号分子（如激素、神经递质等）结合到GPCR上时，会引发一系列的细胞内信号传导过程，最终导致细胞内的生理反应。
当外界信号分子结合到GPCR上时，GPCR会发生构象变化，使其内部结构发生改变。
这种构象变化将导致GPCR与G蛋白结合，并激活G蛋白。
G蛋白是一类具有GTP酶活性的蛋白质，它的活性状态可以通过结合或释放GTP来调控。
在GPCR激活后，G蛋白会释放其上结合的GDP，并结合GTP。
这个过程使G蛋白从不活跃状态转变为活跃状态。
活跃的G蛋白可以分为三个亚单位：α、β和γ。
α亚单位具有GTP酶活性，它能够加速GTP的水解，将其转变为GDP。
一旦GTP被水解，α亚单位会与GTP结合的能力减弱，从而使G蛋白失活。
接下来，活跃的G蛋白会与细胞内的其他蛋白相互作用，从而调控细胞内的信号传导过程。
例如，α亚单位可以与腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase）结合，激活它的酶活性。
腺苷酸环化酶能够将细胞内的ATP转化为cAMP，从而触发下游的信号传导级联反应。
除了cAMP，活跃的G蛋白还可以与其他信号分子相互作用，如磷脂酰肌醇（phosphoinositide）和钙离子等。
这些信号分子在细胞内起着重要的调节作用，能够影响细胞内的多种生理过程。
总的来说，GPCR的激活机制是一个复杂而精密的过程。
它通过外界信号分子的结合和GPCR内部的构象变化，引发了一系列的细胞内信号传导过程，最终调控了细胞的生理反应。
对于人类来说，GPCR的激活机制不仅与许多疾病的发生发展密切相关，还是药物研发的重要靶点。
因此，深入理解和研究GPCR的激活机制对于促进健康和疾病治疗具有重要意义。
g蛋白偶联受体名词解释生物化学
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）是一类重要的跨膜蛋白，广泛存在于动物细胞膜上，作为细胞外信号分子的接受器。
它们可以感知各种化学物质，包括激素、神经递质、药物等，并通过激活细胞内信号通路来调控细胞的生理功能。
1. 结构特点G蛋白偶联受体通常由单个蛋白质组成，分子量约为40-50kDa。
它们具有七个跨膜结构域，即膜外N端、第一螺旋、膜通道、第二螺旋、第三螺旋、膜外循环结构（第三螺旋和第四螺旋之间）、第四螺旋和细胞质C端。
这种七个跨膜结构域的特殊排列方式使得G蛋白偶联受体可以在跨膜结构域之间传递信号，实现了跨膜信号传导的功能。
2. 信号传导机制当外界化学物质（如激素）与G蛋白偶联受体结合时，会导致受体构象发生变化，从而激活细胞内的G蛋白。
激活的G蛋白分别与腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase）、磷脂酶C（phospholipase C）等效应蛋白结合，进而调控细胞内二次信号分子的生成，如cAMP、cGMP、IP3等，最终影响细胞的生理功能。
部分G蛋白偶联受体也可直接与离子通道相结合，调节细胞内钙离子、钾离子等离子通道的活性，影响细胞的电生理活动。
3. 生物学功能G蛋白偶联受体在人体中起着重要的生物学功能，包括神经传导、免疫应答、细胞增殖和分化、代谢调控等方面。
肾上腺素受体、乙酰胆碱受体等G蛋白偶联受体在神经系统中调节神经递质的释放和感知，影响神经传导；组胺受体、血管紧张素受体等在血管内皮细胞中调节血管张力，影响血管收缩和扩张。
4. 药物靶点由于G蛋白偶联受体对人体生理功能的调控作用，它们成为了许多药物的重要靶点。
许多药物（如β受体阻滞剂、抗组胺药等）就是通过作用于G蛋白偶联受体来发挥其药理作用。
对G蛋白偶联受体的深入研究不仅有助于理解生物学功能的调节机制，还可以为新药的研发提供重要的靶标。
总结G蛋白偶联受体作为一类重要的细胞外信号接受器，在人体生理功能调控中扮演着重要的角色。
g蛋白偶联受体的结构
g蛋白偶联受体的结构G蛋白偶联受体是一类重要的膜受体，它们被广泛地存在于动物和植物细胞膜上，并作为信号转导的关键分子。
这类受体的最大特点是可以通过与G蛋白的结合来调控细胞内的多种信号转导通路。
这篇文章将从G蛋白偶联受体的结构、功能、应用等方面进行详细介绍。
1. 结构G蛋白偶联受体的结构是由7个跨膜螺旋构成的，其中第3、4、5个螺旋可形成信号识别域，通过与信号分子或药物的结合从而发挥功能。
这类受体通常被分为A、B、C三个家族，A家族包括了多巴胺、肾上腺素、去甲肾上腺素等受体；B家族包括了乙酰胆碱、ATP等受体；C家族包括了钙离子、顺式螺旋肽等受体。
2. 功能G蛋白偶联受体在信号转导中扮演的角色十分重要，能够影响许多生命过程的调节，如细胞增殖、分化、细胞凋亡、细胞适应性、单向传导等。
其工作机制是通过受体上的螺旋结构与G蛋白结合，随后激活或抑制G蛋白，从而导致下游通路的激活或抑制。
具体而言，G蛋白偶联受体和G蛋白间的结合可使G蛋白α亚单位脱离βγ亚单位，并激活或抑制下游效应器，如腺苷酸酶、蛋白激酶C、钙离子通道等，最终实现信号转导。
3. 应用G蛋白偶联受体在药物研发和临床治疗中具有广泛的应用前景。
根据其结构和功能的差异，可设计多种药物来调控其活性，如β受体拮抗剂、胆碱能受体拮抗剂等，这些药物通过选择性地与受体结合，实现了调节细胞信号通路的目的。
利用G蛋白偶联受体还可以经由构建表达系统和开发高通量筛选技术，来筛选新型药物和寻找G蛋白偶联受体在疾病中的潜在作用，这对新药研发具有重要意义。
综上所述，G蛋白偶联受体的结构决定了其在细胞信号转导中的重要性，它们在多种生命过程中都发挥着关键的作用。
在药物研发中，利用G蛋白偶联受体可开发出更为安全、有效的治疗方法。
未来，关于G蛋白偶联受体的深入研究必将为我们展现出更为广阔的应用前景。
g蛋白偶联受体 构成特点 效应特点
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）是一类跨膜蛋白，广泛存在于哺乳动物的细胞膜上，其在细胞信号转导中发挥着重要作用。
本文将就G蛋白偶联受体的构成特点和效应特点展开详细讨论。
一、G蛋白偶联受体的构成特点1. 跨膜结构：G蛋白偶联受体是一种七次跨膜的蛋白，其N端和C端均位于细胞质内外，七次跨膜螺旋结构通过跨膜区域相互连接，形成一个完整的跨膜结构。
2. 多样性：G蛋白偶联受体的基因在哺乳动物中有上百种，它们可对多种外界信号作出反应，包括神经递质、激素和药物等。
不同类型的G蛋白偶联受体对应不同的外界信号，并通过激活不同的信号通路来调节细胞内环境。
3. 三段结构：G蛋白偶联受体可分为N端、C端和跨膜区域三个功能性结构段，不同段位分别参与了受体的激活、信号传导和效应器结合等生物学功能。
二、G蛋白偶联受体的效应特点1. 信号转导：G蛋白偶联受体通过与G蛋白的结合，激活G蛋白的GTP酶活性，从而使其从α亚基上失活的GDP变为活化的GTP。
活化的G蛋白可以调控细胞内的第二信使产生，如腺苷酸环化酶和磷脂酰肌醇磷酸途径等。
2. 多效性：G蛋白偶联受体的信号传导路径多样，可以通过激活腺苷酸环化酶的cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路、小G蛋白信号通路等多种途径发挥多种效应。
这种多效性使得G蛋白偶联受体在细胞生理和药理过程中具有广泛的作用。
3. 药物靶点：由于G蛋白偶联受体在细胞信号转导中的重要性，它成为了药物开发的重要靶点。
许多目前临床上使用的药物即是通过调控G蛋白偶联受体来发挥治疗作用的，这包括β受体阻滞剂、5-羟色胺受体拮抗剂等。
G蛋白偶联受体作为重要的细胞信号传导分子，其构成特点和效应特点对于我们理解细胞功能和研发药物具有重要意义。
对G蛋白偶联受体进行深入研究，有助于揭示其在疾病发生发展中的作用机制，为新药的设计提供理论依据。
希望未来能有更多的研究能够揭示G蛋白偶联受体的更多奥秘，为医学科研和临床治疗带来新的突破。
G蛋白偶联受体的结构与功能_20_省略_2年诺贝尔化学奖相关研究成果简介_王珑珑
第24卷 第12期2012年12月V ol. 24, No. 12Dec., 2012生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences文章编号：1004-0374(2012)12-1373-07G 蛋白偶联受体的结构与功能——2012年诺贝尔化学奖相关研究成果简介王珑珑，黄 旲*(中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所，上海 200031)摘 要： 2012年的诺贝尔化学奖授予了美国科学家Robert J. Lefkowitz 以及Brian K. Kobilka ，以表彰他们在“G 蛋白偶联受体”研究中作出的突出贡献。
G 蛋白偶联受体是人体中分布最广、地位最重要的膜蛋白受体，其著名的7次跨膜结构使得人人了解了其复杂性，同时，它所介导的各种信号通路也使得其有着重大的研究和临床价值。
通过简单介绍G 蛋白偶联受体的结构和功能方面的一些概况，来对其进行一些讨论。
关键词：G 蛋白偶联受体；G 蛋白；7次穿膜结构受体中图分类号：Q51 文献标志码：AStructure and function of g-protein coupled receptorWang Long-Long, Huang Ying*(Shanghai Institute of Biochemistry and Cell Biology, Shanghai Institutes of Biological Sciences, Chinese Academy ofSciences, Shanghai 200031, China)Abstract: The 2012 Nobel Prize in Chemistry has been awarded to American scientists Robert J. Lefkowitz and Brian K. Kobilka “groundbreaking discoveries that reveal the inner workings of an important family of such receptors: G-protein-coupled receptors (GPCR)”. The structure of GPCRs contains a seven-transmembrane domain, which pass through the cell membrane seven times. GPCRs are involved in a variety of physiological processes by sensing the ligand outside the cell and activating the downstream signal transduction pathway inside the cell. This review will summarize the structure and function of GPCRs and discuss their application in the treatment of human diseases and clinical medicine.Key words: G protein-coupled receptor; G protein; seven-transmembrane domain receptor; 7TM receptor收稿日期：2012-11-29基金项目：国家重大科学研究计划(“973项目”)(2011-CB966304；2012CB910502)；上海浦江人才计划(11PJ1410600)*通信作者：E-mail: huangy@2012年的诺贝尔化学奖授予了美国科学家Robert J. Lefkowitz 以及Brian K. Kobilka ，以表彰他们在“G 蛋白偶联受体”研究中作出的突出贡献。
g蛋白偶联受体的活化过程
g蛋白偶联受体的活化过程G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor, GPCR）是一类广泛存在于生物体内的蛋白质，它们在细胞膜上起到转导信号的重要作用。
G蛋白偶联受体主要通过与G蛋白相互作用来传递信号，参与许多生理过程，包括细胞增殖、分化、细胞间通讯等。
激活G蛋白偶联受体的过程可以分为以下几个步骤：1. 受体激活：G蛋白偶联受体位于细胞膜上，当特定的信号分子（如激动剂）结合在受体上时，会导致受体的构象变化，从而激活受体。
2. G蛋白交换GDP：激活的受体能够促使与其结合的G蛋白（G protein）分子上的GDP（guanosine diphosphate，鸟苷二磷酸）被释放出来，进而获得GTP （guanosine triphosphate，鸟苷三磷酸）。
这个过程通常由G蛋白上的GTP酶活性催化。
3. G蛋白活性增强：G蛋白的活性在获得GTP后得到增强。
激活的G蛋白内部的α亚单位（α subunit）与βγ亚单位（βγ subunit）分离。
4. 信号传导：激活的α亚单位和βγ亚单位可以分别与效应器蛋白（effector protein）结合，进而启动一系列的细胞内信号传导过程。
这些效应器蛋白可以是酶、离子通道或其他下游蛋白。
5. 信号终止：信号的终止是通过GTP酶活性将α亚单位上的GTP水解为GDP，使其恢复到非活化状态。
这个过程通常由与G蛋白相互作用的细胞内蛋白调节。
总结起来，G蛋白偶联受体的活化过程包括受体的激活、G蛋白上GDP与GTP的交换、G蛋白活性的增强、信号传导以及信号的终止。
这一过程是细胞内信号传导的重要环节，对于维持正常的生理功能至关重要。
通过深入研究G蛋白偶联受体的活化机制，我们可以更好地理解许多疾病的发生机制，并在治疗上提供新的思路。
g蛋白偶联受体活化过程
g蛋白偶联受体活化过程G 蛋白偶联受体（G Protein-Coupled Receptor，GPCR）是一类位于细胞膜上的受体，它们能够与细胞外的配体结合，并通过与 G 蛋白相互作用来传递信号到细胞内。
GPCR 的活化过程可以分为以下几个步骤：1. 配体结合：GPCR 能够结合各种不同的配体，包括激素、神经递质、趋化因子等。
当配体与受体结合时，会引起受体的构象变化。
2. 受体激活：配体结合后，受体发生构象变化，使得其与 G 蛋白结合的区域暴露出来。
3. G 蛋白结合：活化的受体与 G 蛋白结合，G 蛋白通常由三个亚基（α、β和γ）组成。
受体与 Gα亚基结合，导致 G 蛋白被激活。
4. G 蛋白激活：G 蛋白的激活导致 Gα亚基与 GDP 分离，并与 GTP 结合。
这一过程使得 Gα亚基处于活性状态。
5. 信号传递：活化的 Gα亚基与下游效应蛋白结合，引发一系列的信号传递事件。
不同的 Gα亚基可以触发不同的信号通路，如 Gs 蛋白激活腺苷酸环化酶（AC），Gi 蛋白抑制 AC 等。
6. 信号终止：G 蛋白的活化状态是暂时的。
当 Gα亚基上的 GTP 被水解为 GDP 时，G 蛋白恢复到非活性状态，从而终止信号传递。
7. 受体脱敏：为了使细胞对持续的刺激产生适应，受体在活化后会发生脱敏（desensitization）过程。
这可能涉及受体的内吞、磷酸化或与其他蛋白质的相互作用，从而减少受体对配体的敏感性。
总之，G 蛋白偶联受体的活化过程是一个复杂而精细的过程，涉及配体结合、受体激活、G 蛋白结合和信号传递等多个步骤。
这一过程对于细胞对外界信号的感知和响应至关重要。
g蛋白偶联受体工作原理
g蛋白偶联受体工作原理
G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor，简称GPCR）
是一类重要的跨膜蛋白受体，它们在细胞表面起着传递信号的关键
作用。
G蛋白偶联受体的工作原理涉及到多个步骤，我会从不同角
度来解释。
首先，当外界信号分子（例如激素、神经递质等）与G蛋白偶
联受体结合时，这会导致受体蛋白的构象发生变化。
这种构象变化
会激活受体内部的G蛋白，使其与受体结合并激活。
其次，激活的G蛋白会进一步激活细胞内的效应蛋白。
具体来说，激活的G蛋白会与细胞内的腺苷酸环化酶（adenylyl cyclase）或磷脂酶C（phospholipase C）等效应蛋白结合，从而触发第二信
使的产生。
这些第二信使可以是环磷酸腺苷（cAMP）、肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG）等，它们进一步调节细胞内的信号传导
通路。
另外，激活的G蛋白还可以直接调节离子通道的开启或关闭，
影响细胞内钙离子、钠离子等离子的浓度，从而影响细胞的兴奋性
和代谢活动。
此外，G蛋白偶联受体还可以通过激活蛋白激酶C（PKC）和调节钙蛋白等方式参与细胞的增殖、分化和凋亡等生物学过程。
总的来说，G蛋白偶联受体的工作原理涉及到外界信号分子的识别、受体蛋白的构象变化、G蛋白的激活、效应蛋白的调节以及细胞内信号传导通路的调节等多个环节，这些过程共同参与了细胞的信号传导和调节。
对于不同的G蛋白偶联受体亚型，其工作原理可能会有所不同，但总体机制是类似的。
希望这样的回答能够满足你的需求。
G-蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体的研究生物工程1002班1012071078 王盼摘要G蛋白偶联受体是一个超级膜蛋白家族，该家族的结构特点为7个穿越细胞膜的双螺旋结构。
其中N-端在细胞外，C-端在细胞内。
它们识别并结合细胞外部环境中多种多样的信号分子，激活细胞内的异源三聚体的鸟苷酸结合蛋白，活化后的G蛋白结合GTP置换GDP，三聚体进行解离等变化。
从而将信号传递到细胞内的信号分子，引起细胞内的一系列变化。
牛视紫红质蛋白已经清楚，其效应关系为其他的G蛋白偶联受体的研究提供了模板。
另一个重要的G蛋白偶联受体是血小板激活因子受体（PAFR）,它与血小板激活因子的解聚与许多生理和病理变化有关。
关键词膜蛋白G蛋白偶联受体信号转导牛视紫红质蛋白血小板激活因子受体G蛋白偶联受体（G Protein-Coupled Receptors，GPCRs）,是一大类膜蛋白受体的统称。
这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋，且其肽链的C端和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有的结合位点。
目前为止，研究显示G蛋白偶联受体只见于真核生物之中，而且参与了很多细胞信号转导过程。
在这些过程中，G蛋白偶联受体能结合细胞周围环境中的化学物质并激活细胞内的一系列信号通路，最终引起细胞状态的改变。
已知的与G蛋白偶联受体结合的配体包括气味，费洛蒙，激素，神经递质，趋化因子等等。
这些受体可以是小分子的糖类，脂质，多肽，也可以是蛋白质等生物大分子。
一些特殊的G蛋白偶联受体也可以被非化学性的刺激源激活，例如在感光细胞中的视紫红质可以被光所激活。
与G蛋白偶联受体相关的疾病为数众多，并且大约40%的现代药物都以G蛋白偶联受体作为靶点。
[1]G蛋白偶联受体的下游信号通路有多种。
与配体结合的G蛋白偶联受体会发生构象变化，从而表现出鸟苷酸交换因子(GEF)的特性，通过以三磷酸鸟苷(GTP)交换G蛋白上本来结合着的二磷酸鸟苷(GDP)使G蛋白的α亚基与β、γ亚基分离。
《细胞生物学》——细胞10章 信号转导2
随堂练习
4（）可降解cAMP生成5’AMP，导致细胞内 cAMP水平下降 A. 环腺苷磷酸二酯酶（PDE） B. ADP核糖转移酶 C. 腺苷酸环化酶 D. PKA
单选题 10分
4()可降解cAMP生成5’AMP,导致细胞内 cAMP水平下降
A 环腺苷磷酸二酯酶(PDE) B ADP核糖转移酶 C 腺苷酸环化酶 D PKA
• RTK的二聚化：二聚化是一次跨膜的酶联受体被激活的
普遍机制。
• 活化的RTK通过磷酸酪氨酸残基可以结合多种细 胞质中带有SH2结构域的蛋白：
①接头蛋白：如GRB2（生长因子受体结合蛋白2）本身虽 不具酶活性，也没有传递信号的性质，但其作用是偶联活 化受体与其它信号蛋白，参与构成细胞内信号转导复合物；
苷酸环化酶，第二 信使为cAMP （3）激活磷脂酶C， 以IP3和DAG为双 信使
（一）激活离子通道的G蛋白偶联受体所介 导的细胞信号通路
1. 心肌细胞上M型-乙酰胆碱受体激活G蛋白 开启K+通道 Ach→M型Ach受体→Gi蛋白（GiαGβγ） → Gβγ →K+通道→ K+外流→超极化→减 缓心肌细胞的收缩频率
心肌细胞上M型乙酰胆碱受体的活化与效应器 K+通道开启的工作模型
随堂练习
2.心肌细胞上M乙酰胆碱受体通过G蛋白引发 Gα亚基激活并与Gβᵧ解离，释放的Gβᵧ亚基 结分 2.心肌细胞上M乙酰胆碱受体通过G蛋白引发Gα 亚基激活并与Gβᵧ解离,释放的Gβᵧ亚基结合并打开 钾离子通道。() 正 A确
错 B误
提交
2. 光受体活化诱发cGMP门控阳离子通道的关闭
人类视杆细胞含有大约4х107个视紫红质分子， 组成7次跨膜的视蛋白（opsin）与光吸收色素共 价连接
G蛋白偶联受体的结构和功能分析
G蛋白偶联受体的结构和功能分析G蛋白偶联受体是细胞膜上的一类受体，能够与G蛋白结合并激活其下游信号通路，从而调节细胞的生理功能。
目前已知的G蛋白偶联受体有超过800种，它们广泛分布于人体各个组织和器官中，参与多种生理和病理过程。
本文将从结构和功能两个方面进行G蛋白偶联受体的分析。
一、G蛋白偶联受体的结构G蛋白偶联受体的结构包括三个主要部分：N端外部结构域、跨膜区和C端内部结构域。
N端外部结构域通常包括一个信号肽序列、一个多肽链和一个糖蛋白。
这个部分对于识别外源物和生物体内的信号分子是非常重要的。
跨膜区是G蛋白偶联受体的最长部分，大约有7个α螺旋，形成一个七膜结构。
这个部分通常是一个细胞膜上的固定位置，而其他部分则可以向外部或内部开放。
所有G蛋白偶联受体都具有一个高度保守的区域，即7个跨膜区的中央区域。
C端内部结构域包含多个功能性结构域和蛋白激酶结构域。
这些结构域能够与下游信号通路的分子进行作用，并激活下游信号通路。
一般而言，G蛋白偶联受体的结构比较复杂，形成了一个高度保守的结构，这种结构在不同的受体之间基本上是相似的。
二、G蛋白偶联受体的功能G蛋白偶联受体的功能复杂多样，涉及到多种生理过程。
通过激活下游信号通路，可以促进或抑制细胞内多种生理活动，同时也与多种疾病相关。
下面将具体探讨其功能：1. G蛋白偶联受体的呈现和识别G蛋白偶联受体通常在细胞膜中表达。
通过识别外源物和自身信号分子，它们能够调控细胞内多种生理过程。
例如，多巴胺能够通过与多种G蛋白偶联受体结合，调节中枢神经系统的功能。
2. G蛋白偶联受体和心血管系统G蛋白偶联受体在心血管系统中扮演着重要的角色。
例如，β肾上腺素能够与β肾上腺素受体结合，激活下游信号通路，促进心脏跳动和肌肉收缩。
另外，肌酸磷酸也能够与G蛋白偶联受体结合，从而产生类似于β肾上腺素的作用。
3. G蛋白偶联受体和中枢神经系统在中枢神经系统中，多种神经递质和神经肽能够与G蛋白偶联受体结合，并调节细胞功能。
G蛋白偶联受体研究进展
G蛋白偶联受体研究进展摘要：G蛋白偶联受体(GPCRs)是人体中分布最广、地位最重要的膜蛋白受体，其著名的7次跨膜结构使得人人了解了其复杂性，同时，它所介导的各种信号通路也使得其有着重大的研究和临床价值。
本文主要从GPCRs的一般特性、结构、分类、激活机制和功能方面进行综述。
关键词：G蛋白偶联受体分类结构激活机制功能G蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptors，GPCRs)因能结合和调节G蛋白活性而得名，迄今已报道了近2000种不同的GPCRs，GPCRs是人体中分布最广、地位最重要的膜蛋白受体，其著名的7次跨膜结构使得人人了解了其复杂性，同时，它所介导的各种信号通路也使得其有着重大的研究和临床价值。
1 G蛋白偶联受体的一般特性G蛋白偶联受体是一类膜蛋白受体的统称。
这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋，且其肽链的C端和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有G蛋白(鸟苷酸结合蛋白)的结合位点。
到目前为止，人们只在真核生物中发现存在G蛋白偶联受体，且参与到绝大多数的信号通路之中。
在普遍情况下，G蛋白偶联受体通过结合环境中的一些化学物质，引起自身的构象的改变，然后再通过胞内的结构招募一些下游因子，如效应蛋白可引起多种多样的生物效应，从而调节生物体的各项生理活动。
大多数GPCRs通过G蛋白调节细胞内信号传递，例如，刺激或抑制腺苷酸环化酶和活化磷脂酶的活性，调节钾及钙离子通道的活性。
现在发现，有些GPCRs通过酪氨酸激酶Src、Stat3途经传递信息，与细胞增值、细胞转化有关。
目前已经知道的和G蛋白偶联受体相互作用的化学物质或者激活因子，包括气味、费洛蒙、激素、神经递质、趋化因子等等。
这些受体可以是小分子的糖类、脂质、多肽，也可以是蛋白质等生物大分子。
一些特殊的G蛋白偶联受体也可以被非化学性的刺激源激活，例如在感光细胞中的视紫红质可以被光所激活。
其配体的多样性也显示了G蛋白偶联受体参与的调控的广泛性。
小分子抑制剂、激动剂、拮抗剂--G蛋白偶联受体通路
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体（GPCRs）是一类与G蛋白偶联的细胞表面受体，具有7个跨膜α螺旋结构。
G蛋白偶联受体(GPCRs)能接受许多细胞外信号并传递给G蛋白，进而启动细胞内不同的信号转导通路。
GPCRs介导对环境刺激物、神经递质、激素、细胞因子和脂质信号分子的多种生理反应，从而在视觉、嗅觉、自主神经系统和行为等生物过程中发挥着重要作用。
GPCRs还与众多疾病相关，是治疗许多疾病的重要靶点之一。
异常的GPCR功能与病理状态有关，如神经、免疫和激素紊乱等。
G蛋白偶联受体信号通路转导过程
G 蛋白偶联受体可被多种不同的外界刺激激活。
当配体与GPCRs结合时，激活附着在细胞内侧端的G蛋白（由α、β、γ三个亚基组成的异源三聚体）。
G蛋白上原本结合的GDP被GTP取代，导致α亚基与β-γ亚基复合物解离，并触发各种不同的信号级联放大，激活下游信号通路。
这些细胞内信号通路包括cAMP/PKA、钙/NFAT、磷脂酶C（PLC)、蛋白酪氨酸激酶、MAP激酶、PI3K、NO/cGMP、Rho和JAK/STAT等，从而作用于相应的靶分子，进而调控代谢过程及基因表达功能。
G蛋白偶联受体信号通路图
按靶点分类：。
g蛋白偶联受体家族分类
g蛋白偶联受体家族分类
G蛋白偶联受体家族是一种广泛存在于动物细胞膜上的蛋白质家族，它们能够接收细胞外信号并转导到细胞内部，以调节细胞的生理功能。
根据它们的结构和功能特点，G蛋白偶联受体家族可分为以下几个主要分类：
1. GPCR（G蛋白偶联受体）家族：这是最大的G蛋白偶联受体家族，包括了数百种受体亚型，如α-受体、β-受体和γ-受体等。
GPCR家族广泛参与了许多重要的细胞信号传导通路，如内分泌传递、神经递质传递、视觉、味觉等。
2. RGS家族：RGS（Regulator of G protein Signaling）蛋白是一类广泛存在的负调控G蛋白活性的蛋白家族。
它们通过其RGS结构域与激活的G蛋白相互作用，促进GTP水解并终止G蛋白信号传导，从而起到调节细胞信号的作用。
3. GPCR皮质醇受体家族：这个家族包括了多个皮质醇受体亚型，它们通过结合皮质醇及其类固醇类似物来调节细胞的代谢和生长等生理过程。
4. 钠离子/钾离子通道家族：这个家族包括了多个与离子通道信号传导相关的G蛋白偶联受体亚型，如某些钾通道亚型。
5. Olfactory家族：这个家族包括了多个与嗅觉信号传导相关的G蛋白偶联受体亚型，如嗅觉受体。
以上只是G蛋白偶联受体家族的部分分类，目前还有其他一
些亚型尚未被完全研究和分类。
这些分类有助于我们更好地理解G蛋白偶联受体在细胞信号传导中的多样化功能。
g蛋白偶联受体的结构与功能
g蛋白偶联受体的结构与功能
G蛋白偶联受体是一类细胞膜上的受体蛋白，介导细胞与外界信号传导的重要分子。
它们由七个跨膜螺旋结构组成，形成一个空间中的通道。
这类受体与G蛋白相互作用，以激活细胞内的信号通路。
G蛋白偶联受体在细胞表面分布广泛，包括神经元、肌肉细胞和免疫细胞等。
这些受体在生理过程中扮演着重要的角色，包括调节心血管功能、神经传导、细胞增殖、细胞凋亡等。
G蛋白偶联受体的功能主要通过膜表面的结构特点实现。
当外界信号分子与受体结合时，受体内部的G蛋白会被激活，从而导致一系列细胞内信号通路的响应。
这些信号通路可以通过调节细胞内的二次信使（如环磷酸腺苷、钙离子等）的浓度来实现。
不同类型的G蛋白偶联受体与不同的G蛋白亚单位结合，从而引起特定的细胞反应。
总的来说，G蛋白偶联受体在调控细胞功能和适应外界环境方面发挥着重要的作用。
对于这些受体的结构与功能的研究，可以增进对细胞信号传导机制的理解，为药物研发和疾病治疗提供重要的基础。
G蛋白偶联受体的共同激活机制
doi:10.3969/j.issn.0253-9608.2021.01.007G蛋白偶联受体的共同激活机制周庆同①，戴之卓②③，赵素文②③丫①复旦大学基础医学院，上海200032:②上海科技大学iHuman研究所，上海201210:③上海科技大学生命科学与技术学院，上海201210摘要G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor,GPCR)构成人体中最庞大的膜蛋白家族，也是最重要的一类药物靶标。
随着GPCR结构解析技术的突破，目前已破解八十余个受体的400多个结构，揭示出GPCR复杂多样的配体结合模式和跨膜信号转导机制。
近年来，残基相互作用计算已实现对GPCR构象变化的精细描述，揭示出A家族GPCR存在共同的激活机制。
文章简要回顾GPCR激活机制研究的方法和创新点，并对A家族GPCR共同激活机制如何推动功能研究和药物研发进行展望。
关键词G蛋白偶联受体；激活机制；别构调控；药物开发G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor, GPCR)是人体内最大的一类细胞信号转导受体家族，几乎参与所有生命活动，负责调控细胞对光线、气味、激素、神经递质、趋化因子等的应答，对维持生命健康具有非常重要的意义［1-2］。
GPCR的重要性使其成为最重要的药物靶标家族之一，在心血管疾病、代谢性疾病、神经相关性疾病、免疫性疾病和癌症等重大疾病的药物研发中扮演着重要的角色。
目前靶向GPCR的药物约500个，占FDA 已批准药物的34%［3-4］。
基于序列相似性，人类的800多个GPCR可被分为4个亚家族，分别是视紫红质受体(A家族)、分泌素受体和黏附受体(B家族)、代谢型谷氨酸受体(C家族)、卷曲受体(F 家族)。
其中，A家族的受体个数最多(超过700个)，生理功能也最为多样。
目前GPCR研究已获得10次诺贝尔奖，这也从侧面说明它的重要性叫GPCR具有保守的结构特征，即7个跨膜螺旋(seven transmembrane helices,7TMs)，这7个螺旋组成的跨膜结构域将受体分割为胞外N 端(N-terminus)、胞内。
G蛋白偶联受体(共26张)
•Gs和Gi的区别主要是α亚基的不同，而βγ亚基相同。 •受体通过Gsa能激活腺苷酸环化酶，而通过Gia则抑制腺苷酸环化酶，
•G蛋白能使受体和腺苷酸环化酶偶联，把细胞外的信号转换为细胞内的信号。
•Gp型则是主要作用于磷脂酶C，参与IP3 、DG的调节。
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G蛋白(dànbái)活性的变化
(1)配体与受体结合
(2)受体活化G蛋白 (3)G蛋白激活或抑制细胞中的效应分子 (4)效应分子改变细胞内信使的含量与分布 (5)细胞内信使作用于相应的靶分子，从而改 变细胞的代谢过程及基因表达等功能
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异质(yìzhì)G蛋白介导的生理效应
起传递光刺激的作用
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视觉(shìjué)
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化学(huàxué)感受器中的G蛋白(嗅觉)
• 气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体 结合，可激活腺苷酸环化酶，产生cAMP，开 启cAMP门控阳离子通道（cAMP-gated cation channel），引起钠离子内流，膜去极化，产 生神经冲动，最终形成嗅觉或味觉。
G蛋白 的结构 (dànbái)
a.由αβγ三种蛋白亚基 组成。 a.在G蛋白的三个亚基 中，β和γ以异二聚体存 在，α亚基和βγ亚基分 别通过共价结合脂分子 锚定于质膜上。
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G蛋白 分类 (dànbái)
刺激型G蛋白（Stimulating type G protein,Gs） 抑制型G蛋白（Inhibited type G protein,Gi）
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G蛋白偶联受体的信号传 导系统
G蛋白偶联受体
G蛋白偶联受体：G-protein coupled receptor 一种与三聚体G蛋白偶联的细胞表面受体。
含有7个穿膜区，是迄今发现的最大的受体超家族，其成员有1000多个。
与配体结合后通过激活所偶联的G蛋白，启动不同的信号转导通路并导致各种生物效应。
G蛋白偶联型受体是具有七个跨膜螺旋的受体，在结构上面它包括七个跨膜区段，它们与配体结合后，通过与受体偶联的G蛋白的介导，使第二信使物质增多或减少，转而改变膜上的离子通道，引起膜电位发生变化。
其作用比离子通道型受体缓慢，这类受体与G蛋白之间的偶联关系也颇为复杂；一种受体可以和多种G蛋白偶联，激活多种效应系统；也可同时和几种受体偶联或几种G蛋白与一种效应系统联系而使来自不同受体的信息集中于同一效应系统。
与G蛋白偶联受体有关的信号通路有：腺苷酸环化酶系统（AC系统），磷酸肌醇系统，视网膜光电信号传递系统，与嗅觉相关的信号传导系统，一氧化氮系统等。
三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein）简称G蛋白，位于质膜胞质侧，由α、β、γ三个亚基组成，α 和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上，G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态，α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态，其GTP酶的活性能被RGS（regulator of G protein signaling）增强。
RGS也属于GAP（GTPase activating protein）。
G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白，受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合，胞内结构域与G蛋白耦联。
通过与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内。
G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体，在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。
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哺乳类三聚体G蛋白的主要种类及 其效应器
1.G蛋白偶联受体其氨基末端朝向 向。
而பைடு நூலகம்基朝
2.三聚体G蛋白结合调节蛋白，位于质膜
，
有 、 、 三个亚基组成，是一类重要的 蛋
白。
3.G蛋白偶联受体的激活机制阐明了 的机制。
细胞外 细胞内基质
内侧 α、β、γ 分子开关
胞外信号 胞内信号
转换为
G蛋白（GTP binding
proteins）
有能与GTP（三磷酸鸟苷）结合 的蛋白质都可以称为“G蛋白”
研究信号传递时特指与细胞表面受 体偶联的特异三聚体G蛋白（
heterotrimeric GTP binding protein）
是三聚体G蛋白结合调节蛋白，位 于质膜内侧，有α、β、γ三个亚基 组成，是一类重要的分子开关蛋白
201 7
G蛋白偶联受体的结构 与激活
——动医15.1班 张若楠
G蛋白偶联受体的结 • 由一条多肽构链组特成征，其中带
有7个跨膜α螺旋区域。
• 其氨基末端朝向细胞外（有 4个胞外区）而羧基朝向细 胞内基质（有4个胞内区）。
• 在氨基的末端带有一些糖基 化位点，而在细胞内基质的 第三个羧基末端各有一个在 蛋白激酶催化下发生磷酸化
G蛋白的结构
•在G蛋白的三个亚 基中，β和γ以异 二聚体存在，α亚 基和βγ亚基分别 通过共价结合的 脂分子锚定于质 膜上。 •α亚基本身具有 GTPase活性，是 分子开关蛋白。
G蛋白偶联受体的结构与激活
➢每个跨膜α螺旋由 22~24个氨基酸残基 组成，其中螺旋5和6 之间的胞内环状结构 域（C3）对于受体与 G蛋白之间的相互作 用具有重要作用。 ➢推测配体与受体的 结合会引起H5和H6螺 旋的彼此相互移动， 结果导致C3环构象改
• G蛋白偶联受体介导无数胞外信号的细胞 应答，G蛋白偶联受体家族包括多种对蛋 白或肽类激素、局部介质、神经递质和氨 基酸或脂肪酸衍生物等配体识别与结合的 受体，以及哺乳类嗅觉、味觉受体和视觉 的光激活受体（视紫红质）。
• 在线虫基因组19000个基因中大约编码 1000种不同的G蛋白偶联受体。
• 尽管与这些受体相互作用的信号分子多种 多样，受体的氨基酸序列也千差万别，但 对G蛋白偶联受体的研究分析结果表明，