세포신호전달계 - 수용체 단백질에 따른 분류 (세포 표면 수용체 - 2 )

3. G-단백질 연결 수용체

세포막을 일곱 번 관통

세포질 도메인이 G-단백질과 결합되어 있음

세포막 수용체의 대부분을 차지함

 

Gs, Gq, Gi 신호전달계 (출처:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2016.00058/full)

 

(i) Gs 신호 전달

리간드가 결합하면 수용체의 구조가 바뀌어서 세포질의 GEF 도메인이 활성화됨

GEF가 Gs 단백질(αs, β, γ 세 개의 소단위체로 이루어짐)에서 αs에 붙어 있던 GDP를 배출하고 GTP로 치환함

αs-GTP가  βγ에서 떨어져 막을 따라 이동해서 아데닐릴 고리화효소와 결합함

활성화된 아데닐릴 고리화효소가 ATP를 이차 전달자인 cAMP로 바꿈

cAMP가 세포질로 확산되어 R2C2사합체로 이루어진 PKA의 R 소단위체에 결합해서 R과 C를 분리함

분리돼서 활성이 생긴 C 소단위체는 표적 단백질들의 세린/트레오닌 기를 인산화함

신호 전달이 끝나면 GAP 단백질이 αs-GTP의 GTPase 활성을 높여서 GTP를 GDP로 가수분해 함

αs-GDP는 막을 이동해서 다시 βγ와 결합함

 

(ii) Gq 신호 전달

리간드가 결합하면 수용체의 구조가 바뀌어서 세포질의 GEF 도메인이 활성화됨

GEF가 Gq 단백질(αs, β, γ 세 개의 소단위체로 이루어짐)에서 αq에 붙어 있던 GDP를 배출하고 GTP로 치환함

αq-GTP가 βγ에서 떨어져 막을 따라 이동해서 포스포리파아제 C(PLC)와 결합함

활성화된 PLC가 4,5-양인산 포스파티딜 이노시톨을 DAG와 IP3로 가수분해 함

IP3가 활면 소포체의 IP3-개폐성Ca2+ 채널을 열면 Ca2+이 세포질로 확산됨

확산된 Ca2+은 활면 소포체의 리아노딘 수용체를 열어서 더 많은 Ca2+이 세포질로 방출됨

-Ca2+은 PKC와 결합하고 세포막에서 DAG과 함께 삼합체를 형성함

>활성화된 PKC는 하위 단백질들의 세린/트레오닌 기를 인산화함

-Ca2+은 칼모듈린 단백질과 결합하고 Ca2+칼모듈린 카이네이스를 활성화함

> 활성화된 Ca2+칼모듈린 카이네이스는 하위 단백질들을 인산화함

 

*신호 마무리

활면 소포체의 ATP-구동 펌프가 세포질에서 Ca2+을 회수함

이노시톨 포스파테이스가 IP3의 인산기를 제거함

구조가 불안정한 DAG는 세포막에서 금세 분해됨

 

(iii) Gi 신호 전달

리간드가 결합하면 수용체의 구조가 바뀌어서 세포질의 GEF 도메인이 활성화됨

GEF가 Gi 단백질(αi, β, γ 세 개의 소단위체로 이루어짐)에서 αi에 붙어있던 GDP를 배출하고 GTP로 치환함

αi-GTP가 βγ에서 떨어져 막을 따라 이동해서 아데닐릴 고리화효소와 결합함

아데닐릴 고리화효소의 활성이 억제됨