细胞信号通路是什么!细胞信号通路与分子生物学是一会事儿吗?


细胞信号通路是什么!细胞信号通路与分子生物学是一会事儿吗?

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内容导航:
  • G蛋白偶联受体介导的信号通路组成,特点,和主要功能
  • 细胞内信号转导通路有什么特点
  • 细胞信号通路与分子生物学是一会事儿吗
  • 说明g蛋白偶联受体介导的信号通路!简洁的~急啊!!!跪谢!!!
  • 什么叫细胞信号通路
  • 简述细胞信号转导的几条通路?
Q1:G蛋白偶联受体介导的信号通路组成,特点,和主要功能
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 。
【细胞信号通路是什么!细胞信号通路与分子生物学是一会事儿吗?】由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括:cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路 。
(一)cAMP信号途径
在cAMP信号途径中,细胞外信号与相应受体结合,调节腺苷酸环化酶活性,通过第二信使cAMP水平的变化,将细胞外信号转变为细胞内信号 。
1、cAMP信号的组分
①.激活型激素受体(Rs)或抑制型激素受体(Ri);
②.活化型调节蛋白(Gs)或抑制型调节蛋白(Gi);
③.腺苷酸环化酶(Adenylyl cyclase):是相对分子量为150KD的糖蛋白,跨膜12次 。在Mg2+或Mn2+的存在下,腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP 。
④.蛋白激酶A(Protein Kinase A,PKA):由两个催化亚基和两个调节亚基组成,在没有cAMP时,以钝化复合体形式存在 。cAMP与调节亚基结合,改变调节亚基构象,使调节亚基和催化亚基解离,释放出催化亚基 。活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化,于是改变这些蛋白的活性,进一步影响到相关基因的表达 。
⑤.环腺苷酸磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase):可降解cAMP生成5’-AMP,起终止信号的作用 。
2、Gs调节模型
当细胞没有受到激素刺激,Gs处于非活化态,α亚基与GDP结合,此时腺苷酸环化酶没有活性;当激素配体与Rs结合后,导致Rs构象改变,暴露出与Gs结合的位点,使激素-受体复合物与Gs结合,Gs的α亚基构象改变,从而排斥GDP,结合GTP而活化,使三聚体Gs蛋白解离出α亚基和βγ基复合物,并暴露出α亚基与腺苷酸环化酶的结合位点;结合GTP的α亚基与腺苷酸环化酶结合,使之活化,并将ATP转化为cAMP 。随着GTP的水解α亚基恢复原来的构象并导致与腺苷酸环化酶解离,终止腺苷酸环化酶的活化作用 。α亚基与βγ亚基重新结合,使细胞回复到静止状态 。
活化的βγ亚基复合物也可直接激活胞内靶分子,具有传递信号的功能,如心肌细胞中G蛋白耦联受体在结合乙酰胆碱刺激下,活化的βγ亚基复合物能开启质膜上的K+通道,改变心肌细胞的膜电位 。此外βγ亚基复合物也能与膜上的效应酶结合,对结合GTP的α亚基起协同或拮抗作用 。


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