G蛋白及其研究进展

Ｇ蛋白及其研究进展周元国,王正国（第三军医大学野战外科研究所,重庆６３００４２）目录一、Ｇ蛋白的结构与分类（一）α亚基（二）β亚基（三）γ亚基二、Ｇ蛋白发挥生物学功能与作用的机制（一）传递信息的方式（二）βγ二聚体的作用（三）与Ｇ蛋白偶联的受体（四）...     

G蛋白偶联受体激活丝裂原活化蛋白激酶的机理

多种Ｇ蛋白偶联受体的均能激活丝裂原活化蛋白激酶。Ｇｉ蛋白偶联受体主要通过其βγ亚基,依赖Ｒａｓ蛋白途径;在大多数哺乳类细胞中Ｇｓ蛋白偶联受体通过ＰＫＡ途径抑制Ｒａｓ依赖的ＭＡＰＫ活化,但在ＣＯＳ－７细胞,Ｇｓ蛋白偶联受体通过ＰＫＡ途径使表达的ＭＡＰＫ活化;Ｇｑ蛋白偶联受体主要通过ＰＫＣ途径依赖或非依赖于Ｒａｓ使ＭＡＰＫ活化。ＭＡＰＫ信号途径中ＥＧＦ受体,酪氨酸激酶及调节蛋白Ｓｈｃ等联级反应蛋白可能     

G蛋白偶联受体的细胞增殖信息传递途径

本文主要综述Ｇ蛋白各α亚基、βγ二聚体,Ｇ蛋白偶联受体和丝裂原激活的蛋白激酶在细胞增殖和肿瘤发生过程中的作用;以及从ＧＰＣＲｓ到ＭＡＰＫ的信号传导途径和途径中的一些癌基因产物;最后说明从ＧＰＣＲｓ至ＪＮＫ的一种新的细胞增殖信号传导途径。     

G－蛋白异三聚体（G－proteinheterotrimer）的晶体结构

继１９９４年Ｓｉｇｌｅｒ－ｈａｍｍ和Ｓｐｒａｎｇ－Ｇｉｌｍａｎ实验室报道了Ｇｉα１的晶体结构之后,１９９５年１２月和１９９６年１月这两个实验室又相继报道了Ｇ－蛋白异三聚体（ＧαＧＤＰ）βγ和Ｇβγ二聚体的晶体结构．这些研究结果表明Ｇ－蛋白复合物象一台由操纵杆（受体）、开关（Ｇα）和螺旋桨（Ｇβγ）组成的信号转导纳米机器,并揭示了α和β亚基间可能存在两种不同的功能界面,β和γ亚基间、α和γ的相互作用,以及信号传导过程中,ＧＴＰ诱导开关Ⅱ区重排和亚基解高的机制．βγ亚基能稳定α亚基和ＧＤＰ的紧密结合,使Ｇ－蛋白维持在失活状态．β亚基的ＷＤ４０重复序列形成７叶片的螺旋桨（ｓｅｖｅｎｆｏｌｄｐｒｏｐｅｌｌｅｒ）构造,每个叶片的外侧面显露出许多可变的接触位点．β亚基部分地为伸展的γ亚基包围。关键词     

G蛋白偶联受体与G蛋白相互作用的最新研究进展

传统观念认为,在激动剂作用下,G蛋白偶联受体(GPCRs)能够激活G蛋白的α亚基,从而使Gα亚基与Gβγ亚基分离,被激活的Gα亚基通过信号转导进一步参与细胞的生理过程。但是,最新研究发现GPCRs和G蛋白存在多种偶联关系,GPCRs不仅能够激活Gα亚基,还可以与Gβγ亚基相互靠近,甚至会使G蛋白亚基构象发生重排而不分离,这对于疾病发病机制的研究及新的药物靶点的发现具有重要意义。就GPCRs与G蛋白之间的相互作用以及最新研究技术作一简要综述。     

G—蛋白异三聚体（G—protein heterotrimer）的晶体结构

继１９９４年Ｓｉｇｌｅｒ－Ｈａｍｍ和Ｓｐｒａｎｇ－Ｇｉｌｍａｎ实验室报道Ｇｉα１的晶体结构之后,１９９５年１２月和１９９６年１月这两个实验室又相继报道了Ｇ－蛋白异三聚体（ＧαＧＤＰ）βγ和Ｇβγ二聚体的晶体结构,这些研究结果表明Ｇ－蛋白复合物象一台由操纵杆（受体）,开关（Ｇα）和螺旋浆（Ｇβγ）组成的信号转导纳米机器,并揭示了α和β亚基间可能存两种不同的功能界面,β和γ亚基间,α和γ的相互作用,以     

糖皮质激素对大鼠下丘脑组织G蛋白α亚基的调节作用

糖皮质激素影响下丘脑－垂体－肾上腺轴（ＨＰＡＡ）的神经内分泌功能,尤其对下丘脑的影响更为重要,下丘脑神经激素的合成和分泌与Ｇ蛋白偶联的信号传导系统有关。用蛋白印迹技术研究了糖皮质激素对大鼠下丘脑几种Ｇ蛋白α亚基表达的调节作用,结果表明,糖皮质激素对Ｇαｓ１,Ｇαｓ２,Ｇαｉ和Ｇαｑ的影响均为下调作用,但下降的幅度不同,分别为１４．３,１５．６６,１４．６１和１２．３７％糖皮质激素对Ｇαｏ表达无明显     

M受体亚型与G蛋白

５种不同的Ｍ受体亚型的基因已被克隆，用免疫沉淀法观察了它们在体内的分布；Ｇ蛋白调节许多膜受体介导的细胞内功能，在牛的中枢神经系统中发现至少有５种独立的Ｇ蛋白，且每种Ｇ蛋白都由３个亚基构成。实验表明，５种Ｍ受体亚型通过不同的Ｇ蛋白，可同时与ｃＡＭＰ改变和ＰＩ翻转发生偶联作用。     

G蛋白－肌醇磷脂途径及其与高血压的关系

作为第二信使的三磷酸肌醇（ｉｎｏｓｉｔｏｌ－１,４,５－ｔｒｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ,ＩｎｓＰ３）主要经２种途径形成：Ｇ蛋白偶联受体和酪氨酸激酶偶联受体。两类受体激活各自相应的磷脂酶Ｃ（ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐａｓｅＣ,ＰＬＣ）而水解磷脂酰肌醇－４,５－二磷酸（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｄｙｌｉｎｏｓｉｔｏｌ－４,５－ｂｉｓｐｈｏｓｐｈａｔｅ,ＰｔｄＩｎｓ４．５Ｐ２）形成ＩｎｓＰ３和二酯酰甘油（ｄｉａｃｙｌｇｌｙｃｅｒｏｌ,ＤＧ）。ＩｎｓＰ３形成后动员储存钙和促进外源性钙内流。近年来的研究证实,Ｇｑ是调节ＰＬＣ－β１活性的特导性Ｇ蛋白,Ｇｑ系列α亚单位包括Ｇαｑ、Ｇα１１、Ｇα１４、Ｇα１５和Ｇα１６。高血压的重要病理基础是动脉血管壁的痉挛和增殖,许多血管活性物质可以促使血管平滑肌细胞的收缩和增生,同时伴有细胞内ＩｎｓＰ３产生增加．但高血压并不能造成Ｇｑ量的持续改变。     

G蛋白偶联受体介导的神经信号跨膜转导

Ｇ蛋白偶联受体介导的神经信号跨膜转导郭君,周安武,杜雨苍（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词Ｇ蛋白偶联受体,神经信号跨膜转导受体是细胞膜或细胞内的一些首先能与生物活性物质相互作用的分子,它们能够识别配基并与其结合,然后将受体与配基...     

神经活性甾体对神经元的作用

神经活性甾体是指神经组织中具有活性的甾体激素,根据甾体激素的作用机制可分为三类：（1）通过细胞表面离子通道型受体介导产生效应,这些受体包括GABAA受体,NMDA受体等。（2）通过G蛋白偶联的膜受体指导第二信使反应,再通过DNA结合蛋白,调节基因表达产生效应,（3）通过细胞内受体介导调控基因的表达产生效应,甾体激素的这些效应尤其是对离子通道型受体和G蛋白偶联型受体的调节作用,已引起重视。     

毒蕈碱样乙酰胆碱受体及其信号转导

毒蕈碱样乙酰胆碱受体（MAChRs）是G蛋白偶联受体（GPCRs）超家族中的一员,具有该家族特性的结构和信号转导方式。GTP结合蛋白（Gproteins）是一类具有GTP酶活性的蛋白质,由α、β、γ三个亚基构成。其中α亚基结合GDP或GTP,分别代表G蛋白的非活化和活化状态。M受体与Gi/Go或Gq／11间的作用机制仍在探讨中,但基本过程与Gs介导的信号转导模式相似。激动剂持续作用后,G蛋白偶联受体激酶和阻滞蛋白导受体脱敏和内吞。     

丝瓜的三聚体G蛋白的初步研究

根据拟南芥（ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｈａｈｌｉａｎａ）ＧＰＡ１的保守区段Ａ设计一对特异引物（５′ｃｔｇｇｇｇａａｔｃｔｇｇａａａａｔｃ３′,５′ｃａｃａｇｃｔｇｔａｃａｃｃｔｃａａａｃ３′）通过ＰＣＲ从丝瓜核基因组中扩增植物的三聚体Ｇ蛋白α亚基编码基因,获得了２个片段（ＬＦＧ１,ＬＦＧ２）,并已克隆和测序（已在ＥＭＢＬ数据库中登记,登记号为：ｙ１５２７０,ｙ１５２７１）．序列分析表明ＬＦＧ１和ＬＦＧ２分别由１５１５ｂｐ和７３２ｂｐ构成,都含有三聚体Ｇ蛋白α亚基编码基因的保守区段Ａ,但也都含有内含子．根据片段的大小及ＰＣＲ的特性,ＬＦＧ１可能是丝瓜三聚体Ｇ蛋白α亚基编码基因上的片段．     

β-TC3细胞膜与胰岛素受体结合G蛋白的鉴定

目的:用免疫共沉淀的方法检测β-TC3(小鼠胰岛β细胞瘤细胞)细胞膜中与胰岛素受体结合的G蛋白.方法:提取β-TC3细胞膜蛋白,通过免疫共沉淀及蛋白质印迹的方法,检测G蛋白α及β亚基的表达.结果:抗胰岛素受体抗体沉淀胰岛素受体结合的G蛋白复合物后,分别用抗胰岛素受体抗体、抗G蛋白α亚基抗体及抗G蛋白β亚基抗体,检测到胰岛素受体、G蛋白α亚基及G蛋白β亚基的表达.结论:在β-TC3细胞膜中,胰岛素受体与G蛋白共存,G蛋白α亚基及β亚基与胰岛素受体可能存在直接的相互作用.     

与阿尔兹海默症相关的G 蛋白偶联受体研究进展

G蛋白偶联受体(GPCRs)在大脑信号传递中至关重要,而在阿尔兹海默症(AD)中,G蛋白偶联受体通过调控α-、β-及γ-分泌酶分泌、淀粉样前体蛋白(APP)生成及β-淀粉样蛋白(Aβ)降解,直接影响β-淀粉样蛋白在神经系统信号级联反应;另外,阿尔兹海默症中β-淀粉样蛋白的生成可以扰乱G蛋白偶联受体功能.因此,阐明G蛋白偶联受体与阿尔兹海默症发病之间的关联有助于开发以G蛋白偶联受体为靶点的阿尔兹海默症治疗药物.     

初探E2F1 对基因组内跨膜信号转导基因的调控作用

目的:从基因组全局性角度研究E2F1对包括离子通道和G蛋白偶联受体在内的重要的跨膜信号转导基因的调控作用。方法:对从TRED和IUPHAR获取的E2F1靶基因数据和基因组离子通道及G蛋白偶联受体基因数据进行数据联配,获取E2F1调控的离子通道基因(ICG)和G蛋白偶联受体基因,并对调控基因进行家族富集性分析和组织特异性分析。结果:发现E2F1对7个ICG具有调控作用,且具有钾离子通道富集性,调控的离子通道基因具有心脏、脑、消化系统组织表达特异性。获得的11个受E2F1调控的G蛋白偶联受体基因家族富集性不明显,组织特异性表达不一致。结论:E2F1可能通过对钾离子通道基因的表达调控,实现对相应组织的作用机理影响,相应调控作用的紊乱也将导致心脏、脑或消化系统疾病,但难以确定E2F1对GPCR的调控作用效果。     

果蝇气味受体复合物Or22a-Or83b研究进展

昆虫的气味受体长久以来被认为是一种G蛋白偶联受体,遵循从线虫到人类的通用模式.但最近的研究显示,果蝇的气味探测与一种蛋白复合体有关,该复合体由一个调节型气味受体,例如Or22a,加上离子通道Or83b,构成一个反转的G蛋白偶联受体构象.调节型气味Or22a受体结合气体分子产生第二信使,并促使Or83b进一步作用.基于此结构基础,揭示出了昆虫气味探测与相关反应的新模式和机理.     

Ｇ蛋白偶联受体失敏及内吞相关蛋白的研究进展

Ｇ蛋白偶联受体的失敏和内吞对受体功能的调节非常重要,但其具体机制并不十分清楚,在某些方面还存在分歧。近年来的研究发现,第二信使激酶、Ｇ蛋白偶联受体激酶、arrestin及笼形蛋白等在此过程中扮演了重要的角度,本文就与受体失敏和内吞关系密切的几种蛋白的研究进展进行综述。     

G蛋白偶联受体激活的单分子研究进展

G蛋白偶联受体是体内最大的受体超家族,它们参与调节生物体内多种生理功能与病理过程。G蛋白偶联受体的分子内构象变化与G蛋白的偶联以及受体的二聚化等是G蛋白偶联受体激活的重要基本过程。借助于单分予研究手段,在G蛋白偶联受体激活方面取得了重要进展。本文将就这些方面进行简要的综述。     

G蛋白βγ亚单位介导的信号转导途径

跨膜信息传递有关的Ｇ蛋白由α、β和γ亚单位所组成,受体激动后,引起ＧＴＰ与α亚单位结合,导致Ｇα与Ｇβγ分离。近年来发现Ｇα、受体本射和许多效应分子如Ｋ＾＋通道、Ｇａ＾２＋通道、磷脂酶Ｃ－β、腺苷酸环化酶、酷氨酸、ＭＡＰＫ和受体激酶等都受Ｇβγ的调节,Ｇβγ同Ｇα一样均可引起效应蛋白的激活,在细胞信号转导中起同样重要作用,共同介导一系列的生物学效应。