蛋白质结构与功能受体

G蛋白偶联系统的组成：膜结合机器
G-蛋白偶联型受体为7次跨膜蛋白
G蛋白偶联受体信号转导系统的特点
系统由三个部分组成，即7次跨膜的受体、 G蛋白和效应物(酶) 产生第二信使

G蛋白偶联型受体包括：
细 胞 表 面 受 体 与 细 胞 内 受 体
■根据表面受体进行
信号转导的方式，将表 面受体分为三种类型：
•离子通道偶联受体（ionchannel linked receptor） •G-蛋白偶联受体（G-protein linked receptor） •酶联受体（enzyme-linked receptor）
G 蛋 白 分 子 开 关
3. G蛋白偶联受体

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G蛋白偶联型受体为7次跨膜蛋白（图11）， 每一种G-蛋白偶联受体都有7个α螺旋的跨 膜区。信号分子与受体的细胞外结构域部 分结合，并引起受体的细胞内结构域部分 激活相邻的G-蛋白；通过与G蛋白偶联，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。
细胞内受体在接受脂溶性的信号分子并 与之结合形成受体-配体复合物后就成为 转录促进因子，作用于特异的基因调控 序列，启动基因的转录和表达
（a） 类固醇激素通过扩散穿过细胞质膜； （b）激素分子与胞质溶胶中的受体结合； （c）抑制蛋白与受体脱离，露出与DNA结合和 激活基因转录的位点； （d）被激活的复合物进入细胞核； （e）与DNA增强子区结合； （f）促进受激素调节的基因转录。
分子识别的基础

分子识别是生命活动中最为重要的反应之 一，各种生物大分子通过氢键、离子键等 相互结合，不同大分子之间的三维结构特 异性的相互识别，导致了生物体中各种生 命反应的发生。
■ 受体存在的部位 信号分子识别并结合的受体通常位于细胞质膜 或细胞内，所以有两类受体： ● 表面受体（surface receptor） 于细胞质膜上的称为表面受体（surface receptor） ● 细胞内受体（intracellular receptor） 位于胞质溶胶、核基质中的受体称为细胞内受 体（intracellular receptor）。 表面受体主要是同大的信号分子或小的亲水性 的信号分子作用，传递信息。而细胞内受体主要是 同脂溶性的小信号分子作用。
第一节 分子识别 第二节 离子通道偶联型受体 第三节 G蛋白偶联型受体 第四节 酶偶联型受体 第五节 细胞内受体

第一节 分子识别
细胞通讯中，由信号传导细胞送出的 信号分子必须被靶细胞接收才能触发靶细 胞的应答，接收信息的分子称为受体 （ receptor），信号分子则被称为配体 （ligand）。
第三节 G蛋白偶联型受体
1. G蛋白



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，总相对分子质量在 100kDa左右。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
糖皮质激素受体激活
第二节 离子通道偶联型受体
具有离子通道作用的细胞质膜受体称为离 子通道受体， 这种受体见于可兴奋细胞间 的突触信号传导，产生一种电效应。 离子通道偶联型受体又可分为阳离子通道， 如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体 （图4、5），以及阴离子通道，如甘氨酸 和γ－氨基丁酸的受体


G蛋白循环(G protein cycle)


G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上： 一种是静息状态，即三体状态；另一种是活性状 态。G蛋白由非活性状态转变成活性状态，尔后 又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环。 G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联： GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein， GAPs) ;鸟苷交换因子(guanine nucleotideexchange factors，GEFs) ;鸟苷解离抑制蛋白 (guanine nucleotide-dissociation inhibitors， GDIs)
某些G蛋白的功能
效应物 G蛋白 作用
腺苷酸环化酶
K+ 离子通道 磷脂酶C
Gs Gi
Gi Gp
激活酶活性 抑制酶活性
打开离子通道 激活酶活性
cGMP磷酸二脂酶
Gt
激活酶活性
2.小G蛋白
小G蛋白（Small G Protein）因分子量只有 20～30KD而得名，同样具有GTP酶活性， 在多种细胞反应中具有开关作用。 小G蛋白的共同特点是：当结合了GTP时即 成为活化形式，这时可作用于下游分子使 之活化，而当GTP水解成为GDP时（自身 为GTP酶）则回复到非活化状态。
■根据表面受体与质膜的结合方式，则可
分为单次跨膜、7次跨膜和多亚单位跨膜受 体
细胞内受体： 通常有两个不同的结构域， 一个是与DNA结合的结构 域， 另一个是激活基因转 录的N端结构域。此外有 两个结合位点，一个是与 配体结合的位点，位于C 末端，另一个是与抑制蛋 白结合的位点，在没有与 配体结合时，则由抑制蛋 白抑制了受体与DNA的结 合，若是有相应的配体， 则释放出抑制蛋白。
乙酰胆碱受体结构模型
乙酰胆碱受体的三种构象
神经肌肉接点处的离子通道型受体
γ－氨基丁酸（GABA）受体结构
离 子 通 道 偶 联 受 体 与 信 号 传 导
①动作电位到达突触末 端，引起暂时性的去极 化；②去极化作用打开 了电位门控钙离子通道， 导致钙离子进入突触球； ③Ca2+浓度提高诱导分 离的含神经递质分泌泡 的分泌，释放神经递质； ④Ca2+引起储存小泡分 泌释放神经递质；⑤分 泌的神经递质分子经扩 散到达突触后细胞的表 面受体；⑥神经递质与 受体的结合，改变受体 的性质；⑦离子通道开 放，离子得以进入突触 后细胞；⑧突触后细胞 中产生动作电位。