第四讲G蛋白偶联受体研究进展VIP免费

GG蛋白偶联受体研究进展蛋白偶联受体研究进展Gprotein-coupledreceptor,GPCRGprotein-coupledreceptor,GPCRGPCRG蛋白偶联受体(Gprotein-coupledreceptor,GPCR),是人体内最大的蛋白质家族,迄今已报道了近2000种不同的GPCRs。GPCRs因能结合和调节G蛋白活性而得名。GPCRs的配体多种多样,包括生物胺、肽类、糖蛋白、脂类、核苷酸、离子和蛋白酶等。各种光、嗅、味的信号分子也由GPCRs介导。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(AC)和活化磷脂酶的活性,调节钾及钙离子通道的活性。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。人类基因组测序表明,约有720个基因参与了GPCR的合成。GPCR功能失调会导致许多疾病的产生,如阿尔茨海默氏症(alzheimers)、帕金森症(Parkinsondisease)、侏儒症(midgetism)、色盲症(acritochronacy)以及哮喘(asthma)等。接近50%的药物是用GPCR作为它们的靶标。对于GPCR的研究具有极其重要的意义。GPCR的结构GPCR的肽链N末端,7个跨膜α螺旋(TM1→TM7)。C末端,3个胞外环(ECL1→ECL3)及3~4个胞内环(ICL1→ICL4)组成。N端在胞外,常常被糖基化。C端在胞内,多表现为磷酸化。7个跨膜的α螺旋反复穿过细胞膜的脂双层。不同GPCR跨膜螺旋区的氨基酸比较保守,而C/N末端和回环区的氨基酸差异较大。牛视紫红质结构的模式图胞外侧胞内侧ECLICLTM1TM7目前只有一种GPCR蛋白—牛视紫红质(bovinerhodopsin)的晶体三维结构被构建。细胞质的末端区域通常被疏水残基所环绕,它们一同形成了G蛋白的结合位点。牛视紫质受体在C末端有一段短的α螺旋,并与膜平行,称之为TM8,可能对于受体的结构稳定起着重要的作用。一些亚家族受体间存在着一些相似的结构,如几乎所有GPCR都具有二硫键等。GPCR分类A族，又称为视紫红质(rhodopsin)/β2肾上腺素受体族，分为6个亚族:①生物胺受体;②胆囊收缩肽、内皮素、速激肽、神经肽Y等;③非脊椎动物的视蛋白和缓激肽受体;④腺嘌呤、大麻类、黑皮素及嗅觉受体;⑤趋化因子、互补因子、促性腺激素释放激素(GnRH)等;⑥褪黑激素受体及其它。B族,又称为胰高血糖素/血管活性肠肽/降钙素受体样受体族,分为4个亚族:①降钙素和促肾上腺皮质激素释放因子受体;②甲状旁腺激素受体;③胰高血糖素、类胰高血糖素肽、垂体腺苷酸环化酶活化肽、血管活性肠肽和分泌素受体;④Latrotoxin受体。C族,又称为神经递质/钙受体样受体族,分为5个亚族:①谷氨酸受体;②γ-氨基丁酸(GABA)受体;③钙受体;④鼻神经外激素受体;⑤味觉受体。D族—真菌信息素(fungalpheromone)受体E族—cAMP受体(cAMPreceptor)在GPCR家族中,A族受体数目最多。A族受体共有二十多个高度保守位点。A族的12个高度保守位点功能见表。B族受体的N末端较长且较保守,主要结合一些大的配基,如胰高血糖素、分泌素等。C族受体的N未端(大约600个氨基酸)和C未端都很长,在C-Ⅰ与C-Ⅱ间也由两个Cys形成二硫键,C-Ⅲ环短并且高度保守。配体结合域A族受体的配体结合域一类是小分子配体,小分子配体结合在受体跨膜α螺旋形成的结合裂隙中。经典的小分子配体有肾上腺素(E)、去甲肾上腺素(NE)、多巴胺(DA)、5-羟色胺(5-HT)、组胺(His)、乙酰胆碱(Ach)、前列腺素(PGs)、白三烯(LTs)和嘌呤(purine)等。另一类是大分子肽类配体,肽类配体主要结合在受体的胞外结构域。P物质、神经激肽A、神经激肽B、血管紧张素、神经肽Y、白介素8,抗利尿激素等肽类配体。B族受体的配体结合域与A族的肽类配体类似,B族受体的肽类配体结合部位主要位于受体的胞外结构域。B族受体的N末端在大多数配体与受体的结合中起关键作用。例如分泌素、血管肠肽、胰高血糖素等肽类配体,它们不仅与受体的N末端结合,而且与受体的ECL相互作用。C族受体的配体结合域C族受体的配体主要有谷氨酸、GABA和Ca2+。这些配体虽然分子小,但是其与A族小分子配体在受体上的结合部位不同,均位于受体胞外的N末端。GPCRs活化的分子机制1.分子内相互作用力使GPCRs处于静止构象在没有激动剂时,分子内相互...