2.效應(yīng)分子及細(xì)胞內(nèi)信使
G蛋白活化之后,可作用于腺苷酸環(huán)化酶和磷脂酶C等效應(yīng)分子(Effector)上。有的α亞基(Gs)可以激活腺苷酸環(huán)化酶;有的α亞基(αi)可以抑制腺苷酸環(huán)化酶。腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成環(huán)狀A(yù)MP(cAMP)的反應(yīng),因此細(xì)胞內(nèi)的cAMP水平在配體與受體結(jié)合后,可受G蛋白α亞單位的作用而升高或降低,從而將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào)。這種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)可再作用于下游分子。這種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)的傳遞方式是G蛋白偶聯(lián)型受體傳遞信號(hào)的主要方式,這些細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子被稱為細(xì)胞內(nèi)信使。細(xì)胞內(nèi)信使亦被稱為第二信使。已知的細(xì)胞內(nèi)信使包括cAMP、cGMP、甘油二酯(DAG)、IP3、和Ca2+等等(圖21-12、13、14)。G蛋白的α亞基種類、其作用的效應(yīng)分子及所調(diào)節(jié)的細(xì)胞內(nèi)信使可參見表21-3。
圖21-12 cAMP的生成與水解
圖21-13 cGMP的生成
圖21-14 DAG和IP3的生成
細(xì)胞內(nèi)信使一般具有以下三個(gè)特點(diǎn):(1)多為小分子,且不位于能量代謝途徑的中心;(2)在細(xì)胞中的濃度或分布可以迅速地改變;(3)作為變構(gòu)效應(yīng)劑可作用于相應(yīng)的靶分子,已知的靶分子主要為各種蛋白激酶。
表21-3 G蛋白的α亞基及其效應(yīng)分子
Ca種類 | 效應(yīng)分子 | 細(xì)胞內(nèi)信使 | 靶分子 |
as | 腺苷酸環(huán)化酶活性急↑ | cAMP↑ | 蛋白激酶A活性↑ |
ai | 腺苷酸環(huán)化酶活性↓ | cAMP↓ | 蛋白激酶A活性↓ |
aq | 磷脂酶C活性↑ | Ca2+IP↑3DAG | 蛋白激酶C活化↑ |
at | cGMP磷脂二酯酶↑活性 | cGMP↓ | Na+通道關(guān)閉 |
cAMP是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞內(nèi)信使,催化它生成的腺苷酸環(huán)化酶為一重要的Gαi和Gαs的效應(yīng)分子。cAMP是很多激素的細(xì)胞內(nèi)信使。另一類重要的細(xì)胞內(nèi)信使是在磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C作用下,由PIP2(二磷酸磷脂酰肌醇)水解生成的三磷酸肌醇(IP3)和甘油二酯(DAG)。醫(yī)學(xué)全在線網(wǎng)站www.med126.com
需要指出的是,除G蛋白偶聯(lián)型受體在其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中需細(xì)胞內(nèi)信使作為信號(hào)的傳遞者外,細(xì)胞內(nèi)還存在受其它的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式調(diào)控的細(xì)胞內(nèi)信使。九十年代以來(lái),越來(lái)越多的以小分子物質(zhì)作為細(xì)胞內(nèi)信使參與細(xì)胞功能調(diào)控的過(guò)程得以闡明。
G蛋白偶聯(lián)型受體在G蛋白介導(dǎo)下的信號(hào)傳遞過(guò)程可見圖21-15和圖21-16。
圖21-15 G蛋白偶聯(lián)型受體-G蛋白-腺苷酸環(huán)化酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑示意圖
圖21-16 G蛋白偶聯(lián)型受體-G蛋白-磷脂酶C信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑示意圖
3.細(xì)胞內(nèi)信使作用的主要靶分子
活化的Gα可作用于相應(yīng)的效應(yīng)分子,從而使相應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)信使?jié)舛劝l(fā)生迅速的改變。這些細(xì)胞內(nèi)的信使可分別作用于相應(yīng)的靶分子,從而使得細(xì)胞中的各種酶類和蛋白分子的活性發(fā)生改變。這些細(xì)胞內(nèi)信使所作用的靶分子主要為各種蛋白激酶(表21-3)