2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、制作者:第8小組,G-protein coupled receptor,G蛋白偶聯(lián)受體的信號傳導系統(tǒng),組長:吳緯宇; PPT:羅紫丹;講解:劉聯(lián)彬;資料收集:張雷、施佩、賀韻如,G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構特征,由一條多肽鏈組成,其中帶有7個跨膜α螺旋區(qū)域。其氨基末端朝向細胞外(有4個胞外區(qū))而羧基朝向細胞內(nèi)基質(zhì)(有4個胞內(nèi)區(qū))。在氨基的末端帶有一些糖基化位點,而在細胞內(nèi)基質(zhì)的第三個羧基末端各有一個在蛋白激酶催化下發(fā)生磷酸化的位點。,作用機

2、理,受體與細胞外信息分子結(jié)合,并不是直接與細胞膜內(nèi)側(cè)的效應酶(器)作用。2.通過與效應酶(器)偶聯(lián)的起信號轉(zhuǎn)導作用的鳥苷酸結(jié)合蛋白(G蛋白)調(diào)節(jié)效應酶(器)的活性。3.通過第二信使(胞內(nèi)信使)引起細胞的各種生物效應,包括生長分裂、代謝、游走、吞噬、分泌、收縮和電活動等。,G蛋白(GTP binding proteins),有能與GTP(三磷酸鳥苷)結(jié)合的蛋白質(zhì)都可以稱為"G蛋白"研究信號傳遞時特指與細胞表面

3、受體偶聯(lián)的異三聚體G蛋白(heterotrimeric GTP binding protein),G蛋白的結(jié)構,由αβγ三種蛋白亞基組成。在G蛋白的三個亞基中,β和γ以異二聚體存在,α亞基和βγ亞基分別通過共價結(jié)合脂分子錨定于質(zhì)膜上。,G蛋白分類,Gs和Gi的區(qū)別主要是α亞基的不同,而βγ亞基相同。受體通過Gsa能激活腺苷酸環(huán)化酶,而通過Gia則抑制腺苷酸環(huán)化酶,G蛋白能使受體和腺苷酸環(huán)化酶偶聯(lián),把細胞外的信號轉(zhuǎn)換為細胞內(nèi)的信號

4、。Gp型則是主要作用于磷脂酶C,參與IP3 、DG的調(diào)節(jié)。,刺激型G蛋白(Stimulating type G protein,Gs)抑制型G蛋白(Inhibited type G protein,Gi)磷脂酶C型G蛋白(PI-PLC G protein,Gp),G蛋白活性的變化,(1)配體與受體結(jié)合(2)受體活化G蛋白(3)G蛋白激活或抑制細胞中的效應分子(4)效應分子改變細胞內(nèi)信使的含量與分布(5)細胞內(nèi)信使

5、作用于相應的靶分子,從而改變細胞的代謝過程及基因表達等功能,異質(zhì)G蛋白介導的生理效應,cAMP(胞內(nèi)第二信使)信號途徑,激動劑信號與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合后導致受體構象改變,其上與Gs結(jié)合位點暴露受體與Gs在膜上擴散導致兩者結(jié)合,形成受體-Gs復合體后,Gsα亞基構象改變,排斥GDP,結(jié)合了GTP而活化α亞基從而與βγ亞基解離,同時暴露出與腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase, AC)結(jié)合位點α亞基與環(huán)化酶結(jié)合而使后者活化

6、,利用ATP生成cAMP,【另外,于Gs的作用相反,抑制劑的信號則是與抑制型受體(Ri)結(jié)合,引起Gi的α亞基與βγ亞基解離從而被激活。Giα-GTP一方面直接抑制腺苷酸環(huán)化酶,另一方面游離的βγ亞基在膜上可與Gsa結(jié)合成非活性的Gs蛋白,從而間接的抑制環(huán)化酶,且后者的抑制作用比前者的強】5. cAMP產(chǎn)生后,與依賴cAMP的蛋白激酶(PKA)的調(diào)節(jié)亞基結(jié)合,并使PKA的調(diào)節(jié)亞基和催化亞基分離,活化催化亞基6. 催化亞基將代

7、謝途徑中的一些靶蛋白中的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化,將其激活或鈍化。7. 被磷酸化共價修飾的靶蛋白往往是調(diào)節(jié)酶或重要功能蛋白,因而可以介導胞外信號,調(diào)節(jié)細胞反應。,cAMP信號的終止,該途徑的信號解除有兩種方式: ● 通過cAMP磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase,PDE)將cAMP的環(huán)破壞,形成5'-AMP。 ● 通過抑制型的信號作用于Ri,然后通過Gi起作用。Gi蛋白被激活后,GTP同Gi蛋白的α亞

8、基結(jié)合,Gi的α亞基與Giβγ復合物分離,并在細胞膜的胞質(zhì)面進行擴散;當Gi的α亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合后則抑制其活性;而Giβγ復合物則可同激活型的Gsα作用,阻止它去激活腺苷酸環(huán)化酶。,蛋白激酶(PKA)的激活,cGMP信號途徑,1.激動型G蛋白 激動劑信號與受體結(jié)合→受體激活暴露出Gsa結(jié)合部位,Gsa被激活,受體構想改變(GDP→GTP)→α亞基與βγ亞基解離,暴露出與GC的結(jié)合位點同時信號受體復合物也與Gs分離?;?/p>

9、化的Gsa+GC→GC被激活→催化ATP→cGMPcGMP濃度增加,PKG被激活→蛋白質(zhì)磷酸化,引起細胞效應(可溶性GC的活性需要NO激活,NO活化cGMP進而刺激PKG使血管平滑肌松弛和血管舒張) GTP與α亞基結(jié)合幾秒鐘后,被水解成GDP,α亞基恢復構想,αβγ結(jié)合恢復到靜息狀態(tài)下的G蛋白,GC失活。,2.抑制性G蛋白與Gs作用相反,抑制劑信號+Ri受體→Gi的α

10、 ↗Gia的GTP抑制GC亞基與βγ的亞基解離而被活化 ↘Gi的α與βγ解離后,游離

11、 的βγ在膜上與Gs結(jié) 合成 非活性的Gs,抑制GC PKG只要通過作用于組蛋白,磷酸化激酶,糖原合成酶,丙酮酸激酶等。另一種作用方式是通過磷酸轉(zhuǎn)移酶使自身磷酸化,通過抑制形式調(diào)節(jié)。,受體-G蛋白PLC途徑,胰島素、縮宮素、催乳素,以及

12、下丘腦調(diào)節(jié)肽等與膜受體結(jié)合經(jīng)G蛋白偶聯(lián)---激活膜內(nèi)效應器酶——磷脂酶C(PLC)磷脂酰二磷酸肌醇(PIP2)分解,生成三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DG)IP3和DG作為第二信使,在細胞內(nèi)發(fā)揮信息傳遞作用。,,1.細胞外分子+G蛋白偶聯(lián)受體→磷酸酶C激活→磷酸磷脂?;狻?,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二?;视?DG)【第二信使】→細胞外信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麅?nèi)信號。2.IP3與受體結(jié)合→鈣通道 啟動→Ga+到細胞中去,細胞基

13、質(zhì)Ga+濃度↑→各種依賴Ga+的蛋白質(zhì)活化→細胞反應,CAM(失活)與Ga+結(jié)合→有活性的Ga+—CAM復合物→蛋白激酶or磷酸酶激活→靶蛋白磷酸化→生物效應Ga+↑→蛋白激酶(非活性)活性化PKC(親水性的催化活性中心一個,疏水的與膜結(jié)合區(qū)一個)平時分布在細胞質(zhì)中,活化后可使蛋白質(zhì)絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化。 Ga+可視為第三信使。,視覺感受器中的G蛋白,黑暗條件下視桿細胞(或視錐細胞)中cGMP濃度較高,cGMP門控鈉離子通道開

14、放,鈉離子內(nèi)流,引起膜去極化,突觸持續(xù)向次級神經(jīng)元釋放遞質(zhì)。視紫紅質(zhì)(rhodopsin, Rh)為7次跨膜蛋白,含一個11順-視黃醛。是視覺感受器中的G蛋白偶聯(lián)型受體,光照使Rh視黃醛的構象變?yōu)榉词剑琑h分解為視黃醛和視蛋白(opsin),構象改變的視蛋白激活G蛋白(transducin, Gt),G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶,將細胞中的cGMP水解。從而關閉鈉通道,引起細胞超極化,產(chǎn)生視覺??梢姲麅?nèi)cGMP水平下降的負效應信號起傳

15、遞光刺激的作用,視覺,化學感受器中的G蛋白(嗅覺),氣味分子與化學感受器中的G蛋白偶聯(lián)型受體結(jié)合,可激活腺苷酸環(huán)化酶,產(chǎn)生cAMP,開啟cAMP門控陽離子通道(cAMP-gated cation channel),引起鈉離子內(nèi)流,膜去極化,產(chǎn)生神經(jīng)沖動,最終形成嗅覺或味覺。,嗅覺,視覺感受器的換能反映可表述為:光信號→Rh激活→Gt活化→cGMP磷酸二酯酶激活→胞內(nèi)cGMP減少→Na+離子通道關閉→離子濃度下降→膜超極化→神經(jīng)遞質(zhì)釋放

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