G蛋白与受体的信息传递

一、引言G 蛋白又称 GTP 结合蛋白、鸟苷酸调节蛋白、N 蛋白、G/F 蛋白等,10年前人们对它还一无所知。在研究受体激活腺苷酸环化酶(AC)的作用机理时,发现 G 蛋白是受体和 AC 之间独立的、功能与二者密切相关的蛋白质,存在于细胞膜脂质双分子层。近年来,随着对 G 蛋白的研究,揭开了许多受体作用之谜,G蛋白的重要作用愈加受到重视。本刊1986年曾综述了 G 蛋白对 AC 的调节作用。本文就 G 蛋白的基本生化特性及其生理功能,结合1986～1987年的最新进展,作一较系统的论述。     

牛脑皮层G_i的纯化及其与AC的偶联

用1％胆酸钠和20％饱和度的硫酸铵抽提牛脑皮层细胞膜得到含G蛋白和腺苷酸环化酶（AC）的制剂,通过Sepharose6B柱将两者分开,再将含G蛋白的级分用庚胺-Sepharose4B疏水柱、羟基磷灰石柱将其它亚型的G蛋白（主要是Gs和Go）从抑制型G蛋白（Gi）中除去,获得纯化的高活力的Gi,其GTP结合活力为17．6nmol／mg,比细胞膜Gi活力提高50倍;并具有较高的产率,从1g膜蛋白中可获得0．66mg的Gi,同时可获得无G蛋白污染的AC和少量的Gs蛋白．SDS-PAGE显示分子量为41000和36000的两条蛋白带,证实是Gi的α基和β亚基．进一步用重建脂酶体的方法检测Gi对AC的抑制作用,结果显示Gi对AC活力的抑制达40％左右,表明CAMP信息跨膜转导通路中Gi与AC之间具有较好偶联功能．     

昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究进展

毒蕈碱型乙酰胆碱受体(Muscarinic Acetylcholine Receptors,mAChRs)是昆虫神经系统中一类重要的G蛋白偶联受体.昆虫mAChRs可以分为A、B、C型三大类,它们通过偶联不同的G蛋白激活不同的第二信使,完成信号转导过程,从而发挥其功能.mAChRs参与调控昆虫多种生理反应和行为过程,如...     

肿瘤酶学的研究现状及展望

近年来,关于酶在细胞癌变中所起的作用以及酶与癌基因产物的关系在国内外是十分重要的课题。从细胞增殖和癌变中酶的作用方面来考察,有两种重要的信息传递系统引人注目。一类是通过Ca~(++)和肌醇—1、4、5—三磷酸(IP_3)作为第二信使的系统;另一类是通过蛋白质的酪氨酸残基磷酸化进而引起细胞内反应的系统。参与第二信使系统的酶以蛋白激酶—C为代表,参与酪氨酸残基磷酸化系统的酶是酪氨酸(蛋白)激酶。蛋白激酶—C (一)蛋白激酶—C的激活蛋白激酶—C是存在于细胞液中的丝氨酸蛋白磷酸化酶。它被激活后则转移到膜上而起     

环二腺苷酸(c-di-AMP)——细菌的一种新型第二信使

环二腺苷酸(cyclic diadenosine monophosphate,c-di-AMP)是在细菌中新发现的一种第二信使分子,其参与调节多种生理功能,包括细菌的生长、细胞壁的代谢平衡以及细菌的致病力等。c-di-AMP除了在细菌中发挥作用外,它还可作为第二信使分子被真核宿主识别,激活先天性免疫应答。细菌细胞内c-di-AMP的代谢受二腺苷酸环化酶(diadenylate cyclase,DAC)和磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)的调控。本文综述了c-di-AMP的代谢途径、调控机制、受体蛋白、生物学功能以及未来的研究方向和应用前景。     

神经酰胺代谢及凋亡信号调节

鞘磷脂途径是一普遍存在的信号系统。神经酰胺在该途径中起第二信使分子作用。一系列合成酶或分解酶参与神经酰胺在细胞内的代谢。神经酰胺激活大量应激相关酶,如神经酰胺激活的蛋白激酶、激酶抑制因子、Jun氨基末端激酶、蛋白激酶Cζ、蛋白磷酸酶1和蛋白磷酸酶2A等,介导细胞凋亡,在应激反应诱导的疾病或肿瘤治疗中起着重要作用。本文综述近年来有关神经酰胺及其代谢物在应激反应级联以及细胞凋亡中的研究进展。     

蜂毒溶血肽的研究进展

蜂毒溶血肽 (melittin)是蜜蜂毒液的主要组分 ,由 2 6个氨基酸残基组成 ,具有两亲性和种的特异性。它的cDNA已经被克隆 ,并以融合蛋白的形式在大肠杆菌Escherichiacoli中进行表达。蜂毒溶血肽的作用机制主要包括脂酶的激活 ,产生第二信使 ,调节一些酶及离子通道 ;Ca2 +的水平调节 ,影响骨骼肌和心肌的收缩 ;作为脂类代谢的探针。由于蜂毒溶血肽结构简单 ,且抑制病毒复制 ,因此可将其用于癌症的基因治疗及爱滋病的防治。此外 ,蜂毒溶血肽还可作为对一些作用机理进行研究的模型肽。     

马齿苋叶片PEP羧化酶的分子特性

马齿苋叶片PEPCase由四个相同的亚基组成,亚基分子量为83kD。远紫外CD光谱分析表明,此酶含有36.6％α—螺旋结构。马齿苋叶片PEPCase可被G6P激活,但不能被Gly、Ser激活。G6P可防止酶的尿素变性和枯草杆菌蛋白酶的作用。这种保护效应与G6P诱导的酶构象变化有关。 从酶对低温、高温及尿素的反应来看,马齿苋叶片PEPCase的稳定性高于高粱叶片PEP—Case,两者的免疫特性和电泳特性亦不同。     

TRPC6在中枢神经系统的作用

TRPC6（Thetransientreceptorpotentialcanonical6）为瞬时受体电位（TRP）超家族的成员之一,编码钙可通透的非选择性阳离子通道。其具有六次跨膜结构。TRPC6同型或异型四聚体通道由TRPC6蛋白相互结合形成或与同在一个亚家族的TRPC3,TRPC7形成。TRPC6通道可被G蛋白耦联受体（GPCR）和受体酪氨酸激酶（receptortyrosinekinasesRTK）通过激活磷脂酶C（PLC）激活。其还可直接被第二信使DAG（diacylglycer01）激活。已有研究证实该通道通过激活上述信号传导通路参与了多种生理过程。TRPC6基因编码的蛋白在人体多个部位均有表达。TRPC6在中枢神经系统广泛表达。其在不同部位的表达量不同,并与TRPC家族的其他成员一起参与了多种生理过程。TRPC6引起的细胞阳离子浓度的变化可能参与了多种神经系统疾病的发生发展过程。因此。研究TRPC6在中枢神经系统中的作用对疾病发病机制的了解及治疗变得更有意义。本文就TRPC6在中枢神经系统中的作用进行综述,并主要介绍其在树突发育,神经元保护及细胞生长方面的作用。     

鸟苷酸结合蛋白信号转导的分子机制

鸟苷酸结合蛋白,具有信号转导作用,它涉及到第二信使的控制、细胞生长的调节、离子通道的开关、嗅、视觉和其它信号转导系统等多种功能。本文简述G蛋白的类型及其信号转导的分子机制。     

环化腺苷酸(cAMP)在孕酮诱导两栖类卵母细胞成熟过程中的作用

环腺苷酸(cAMP)作为一种第二信使,通过影响依赖于它的蛋白激酶活性,广泛参与细胞各种生理活动。孕酮既能够抑制卵母细胞腺苷酸环化酶的活性(作用位点在Gs亚单位上),又可从激活其磷酸二酯酶的活性,从而使卵母细胞内cAMP水平下降。实验证明,孕酮诱发的cAMP水平下降为卵球成熟早期的必要变化之一,同时对成熟来说又是充分的条件。cAMP水平下降似乎导致一种所谓的成熟蛋白质(MP)的磷酸化速度的减慢或抑制,和导致该蛋白脱磷酸化速度的加快,从而解除了它对卵球成熟的抑制作用。     

G蛋白偶联受体失敏的分子机制

G蛋白偶联受体（GPCRs)受到激动剂持续刺激对易发生失敏。受体内化是GPCRs失敏重要分子机制。GPCRs在G蛋白产受体激酶（GRKs)、第二信使调节激酶等作用下发生磷酸化,磷酸化的GPCRs与抑制蛋白（arrestins)结合后导致受体与G蛋白失偶联,并通过胞吞由细胞膜表面向膜内转移,从而因GPCRs的内化而表现为失敏。     

哺乳动物腺苷酸环化酶的表达调控与功能

腺苷酸环化酶(adenylate cyclase,AC)能够直接催化ATP(adenosine triphosphate)生成第二信使c AMP(cyclic AMP),参与调节细胞一系列信号应答反应。在哺乳动物中,AC由10个不同基因分别编码的异构体组成的,其中包括9种整合膜蛋白(AC1~9)和1种可溶性蛋白(AC10),它们之间在不同器官组织或细胞中的表达与分布特征及其调控机制存在差异,能够发挥多种多样的生理功能,并对健康与疾病发生具有显著影响。该文就腺苷酸环化酶的研究进展作一综述。     

锌敏感受体GPR39在疾病发生与治疗中的作用及其机制

锌是调节人类生理活动和许多代谢过程的必需微量元素,Zn²⁺作为第二信使广泛参与细胞增殖和分化、核酸与蛋白质的合成以及其他许多重要的生理活动。细胞外Zn²⁺可与多种细胞表面蛋白质结合,其中最引人注目的是锌受体,即G蛋白偶联受体39(G protein-coupled receptor 39,GPR39),Zn²⁺是目前已知的唯一的GPR39内源性配体。GPR39能在Zn²⁺的影响下激活Ca²⁺信号,导致ERK1/2、AKT等磷酸化,最终激活ERK/MAPK、AKT/PI3K等下游信号转导通路。该文将对GPR39的结构、功能、信号转导通路以及其在疾病发生与治疗中的作用进行综述。     

PI3K-Akt信号传导通路对糖代谢的调控作用

磷脂酰肌醇3-激酶(PI3Ks)作为酪氨酸激酶和G蛋白偶联受体的主要下游分子,通过催化产生第二信使3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇(PIP3)并激活Akt、糖原合酶激酶-3(GSK-3)、Forkhead转录因子FoxO1、mTOR(mammalian target of rapamycin)等下游分子,将多种生长因子及细胞因子的信号传递到细胞内,从而对细胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖转运等多种生物过程起重要的调节作用.PTEN(phosphatase and tensin homologue)是PI3K信号通路的重要负调节因子.本文将对PI3K-Akt信号通路在糖代谢中的作用予以简要综述.     

生长素信号转导研究进展

长素的信号转导是一个复杂的网络系统,在信号的感知上,除了存在ABPI介导的膜上感知途径外,还有其他的感知途径。G蛋白参与诱导生长素信号的胞内传递,生长素信号转导的第二信使包括离子型第二信使、磷酯酶A2、脂活化蛋白激酶、MAPK和PINOIND等。AUX／IAA蛋白的泛素化降解在生长素反应中发挥关键性作用,ARF和AUX／IAA蛋白相互作用调节生长素响应基因的转录。     

昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体研究进展

毒蕈碱型乙酰胆碱受体（muscarinic acetylcholine receptor,mAchR）是昆虫神经系统中一种十分重要的神经递质受体,属于G蛋白偶联受体超家族,与配体结合后激活G蛋白并通过胞内第二信使产生生物学效应,参与昆虫多种神经生理功能,是农药开发的一个潜在靶标。昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究,有助于提高昆虫神经生理及行为调节机制等方面的认识,并为以此为靶标的新型杀虫剂研制提供新思路。本文综述了国内外对昆虫毒蕈碱型乙酰胆碱受体的研究概况,并对GenBank中已上传的昆虫mAchR序列进行了分子进化分析,最后对昆虫mAchR研究中存在的问题及前景进行了分析和展望。     

AGS3蛋白与G蛋白信号转导

AGS3蛋白是影响受体到G蛋白的信号转导或直接影响非受体依赖型G蛋白激活的蛋白质之一。AGS3蛋白在脑、睾丸、肝脏、肾脏、心脏、胰腺及PC-12细胞中普遍分布。它不仅具有不依赖受体的Gβγ信号转导激活物的作用,也能作为二磷酸乌苷（GDP）的解离抑制剂,并负向调节G蛋白偶联受体对G蛋白的激活。AGSl、AGS2、AGS4是AGS家族的其它几个成员,能选择性激活不同类型的G蛋白。LGN和PINS蛋白是AGS3的同系物。AGS3蛋白与信号转导的关系是目前研究的热点之一。     

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。