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第二章 蛋白质结构与功能——受体 第一节 分子识别 第二节 离子通道偶联型受体 第三节 G蛋白偶联型受体 第四节 酶偶联型受体 第五节 细胞内受体 第一节 分子识别 细胞通讯中，由信号传导细胞送出的信号分子必须被靶细胞接收才能触发靶细胞的应答，接收信息的分子称为受体（ receptor），信号分子则被称为配体（ligand）。 分子识别的基础 分子识别是生命活动中最为重要的反应之一，各种生物大分子通过氢键、离子键等相互结合，不同大分子之间的三维结构特异性的相互识别，导致了生物体中各种生命反应的发生。 第二节 离子通道偶联型受体 具有离子通道作用的细胞质膜受体称为离子通道受体， 这种受体见于可兴奋细胞间的突触信号传导，产生一种电效应。 离子通道偶联型受体又可分为阳离子通道，如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体（图4、5），以及阴离子通道，如甘氨酸和γ－氨基丁酸的受体 第三节 G蛋白偶联型受体 1. G蛋白 三聚体GTP结合调节蛋白（trimeric GTP-binding regulatory protein）简称G蛋白，位于质膜胞质侧，由α、β、γ三个亚基组成，总相对分子质量在100kDa左右。α和γ亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上。 G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，当α亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态。 α亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态 2.小G蛋白 小G蛋白（Small G Protein）因分子量只有20～30KD而得名，同样具有GTP酶活性，在多种细胞反应中具有开关作用。 小G蛋白的共同特点是：当结合了GTP时即成为活化形式，这时可作用于下游分子使之活化，而当GTP水解成为GDP时（自身为GTP酶）则回复到非活化状态。 G蛋白循环(G protein cycle) G蛋白能够以两种不同的状态结合在细胞质膜上：一种是静息状态，即三体状态；另一种是活性状态。G蛋白由非活性状态转变成活性状态，尔后又恢复到非活性状态的过程称为G蛋白循环。 G蛋白的这种活性转变与三种蛋白相关联：GTPase激活蛋白(GTPase-activating protein，GAPs) ;鸟苷交换因子(guanine nucleotide-exchange factors，GEFs) ;鸟苷解离抑制蛋白(guanine nucleotide-dissociation inhibitors，GDIs) 3. G蛋白偶联受体 G蛋白偶联型受体为7次跨膜蛋白（图11），每一种G-蛋白偶联受体都有7个α螺旋的跨膜区。信号分子与受体的细胞外结构域部分结合，并引起受体的细胞内结构域部分激活相邻的G-蛋白；通过与G蛋白偶联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传递到胞内。 G蛋白偶联受体信号转导系统的特点 系统由三个部分组成，即7次跨膜的受体、G蛋白和效应物(酶) 产生第二信使 G蛋白偶联型受体包括： 多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体（如β-肾上腺素受体、胰高血糖素受体、促甲状腺素受体、后叶加压素受体、促黄体生长素受体、促卵泡激素受体等） 在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体，亦属G蛋白偶联型受体，如视紫红质(脊椎动物眼中的光激活光受体蛋白)，以及脊椎动物鼻中的嗅觉受体。 4. G蛋白偶联系统中的效应物 腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase,AC） 磷脂酶C（PLC-β） 由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号通路主要包括： cAMP信号通路 磷脂酰肌醇信号通路 cAMP途径的信号解除方式 通过cAMP磷酸二酯酶(cAMP phosphodiesterase，PDE)将cAMP的环破坏，形成5‘-AMP(图22)。 通过抑制型的信号作用于Ri，然后通过Gi起作用。 cAMP信号受体的组分 ① 激活型激素受体（Rs）或抑制型激素受体（Ri）； ② 活化型调节蛋白（Gs）或抑制型调节蛋白（Gi）； ③ 腺苷酸环化酶（Adenylyl cyclase）； ④ 蛋白激酶A（PKA）； ⑤ 环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase）。 在某些细胞中，G蛋白不仅可激活其效应物酶的活性（又称向上调节，up regulation），也可抑制其活性（向下调节，down regulation），因此，G蛋白偶联系统有激活型和抑制型两种不同的系统 霍乱弧菌(Vibrio cholerae)感染人体后，产生一种毒素：霍乱毒素(cholera toxin，一种毒蛋白)，具有催化作用，可将NAD+上的ADP-核糖基团转移到Gsα亚基上(图17)， 使G蛋白核糖化(ADP-