Gs調節模型

Gs調節模型

G蛋白受體的一種模型。當細胞沒有受到激素刺激,Gs處於非活化態,α亞基與GDP結合,;當激素配體與Rs結合後,導致Rs構象改變,使激素-受體複合物與Gs結合,Gs的α亞基構象改變,結合GTP而活化。

概述

Gs調節模型 Gs調節模型

三聚體GTP結合調節蛋白(trimericGTP-bindingregulatoryprotein)簡稱G蛋白,位於質膜胞質側,由α、β、γ三個亞基組成,α和γ亞基通過共價結合的脂肪酸鏈尾結合在膜上,G蛋白在信號轉導過程中起著分子開關的作用(圖8-12),當α亞基與GDP結合時處於關閉狀態,與GTP結合時處於開啟狀態,α亞基具有GTP酶活性,能催化所結合的ATP水解,恢復無活性的三聚體狀態,其GTP酶的活性能被RGS(regulatorofGproteinsignaling)增強。RGS也屬於GAP(GTPaseactivatingprotein)。

當細胞沒有受到激素刺激,Gs處於非活化態,α亞基與GDP結合,此時腺苷酸環化酶沒有活性;當激素配體與Rs結合後,導致Rs構象改變,暴露出與Gs結合的位點,使激素-受體複合物與Gs結合,Gs的α亞基構象改變,從而排斥GDP,結合GTP而活化,使三聚體Gs蛋白解離出α亞基和βγ基複合物,並暴露出α亞基與腺苷酸環化酶的結合位點;結合GTP的α亞基與腺苷酸環化酶結合,使之活化,並將ATP轉化為cAMP。隨著GTP的水解α亞基恢復原來的構象並導致與腺苷酸環化酶解離,終止腺苷酸環化酶的活化作用。α亞基與βγ亞基重新結合,使細胞回復到靜止狀態。

過程

活化的βγ亞基複合物也可直接激活胞內靶分子,具有傳遞信號的功能,如心肌細胞中G蛋白耦聯受體在結合乙醯膽鹼刺激下,活化的βγ亞基複合物能開啟質膜上的K+通道,改變心肌細胞的膜電位。此外βγ亞基複合物也能與膜上的效應酶結合,對結合GTP的α亞基起協同或拮抗作用。

霍亂毒素能催化ADP核糖基共價結合到Gs的α亞基上,致使α亞基喪失GTP酶的活性,結果GTP永久結合在Gs的α亞基上,使α亞基處於持續活化狀態,腺苷酸環化酶永久性活化。導致霍亂病患者細胞內Na+和水持續外流,產生嚴重腹瀉而脫水。

該信號途徑涉及的反應鏈可表示為:

激素→G蛋白耦聯受體→G蛋白→腺苷酸環化酶→cAMP→依賴cAMP的蛋白激酶A→基因調控蛋白→基因轉錄。

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