G蛋白如何在细胞中发生作用(论述g蛋白在细胞信号转导中的主要作用?)

论述g蛋白在细胞信号转导中的主要作用?

G蛋白是一类与GTP或GDP结合的、具有GTP酶活性、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白.它由三个亚基组成,分别是α亚基（45kD）、β亚基（35kD）、γ亚基（7kD）.总分子质量为100kD左右.G蛋白有两种构像,一种是以αβγ三聚体存在并与GDP结合,为非活化型；另一种构象是α亚基与GTP结合并导致βγ二聚体的脱落,此为活化型.不同种类的G蛋白有相应的基因编码,在各种G蛋白亚基中,α亚基差别最大,常将其作为一个区别不同G蛋白的标志.G蛋白有很多种,常见的有激动型G蛋白（Gs）、抑制型G蛋白（Gi）和磷脂酶C型G蛋白（Gp）.不同的G蛋白能特异地将受体和与之相适应的效应酶耦联起来.G蛋白在结构上尽管没有跨膜蛋白的特点,但它们可以通过其亚基氨基酸残基的脂化修饰锚定在细胞膜上.目前已把G蛋白结构、氨基酸序列及进化的相似性与功能等结合起来作为分类的依据,主要包括四类,其中至少含有21种不同的α亚基、5种不同的β亚基和8种γ亚基.G蛋白耦联受体的信号转导机制G蛋白通过与受体的耦联,在信息转导过程中常发挥着分子开关的作用.其跨膜信号转导一般分为以下几步：（1）当外部没有信号或没有受外部刺激时,受体不与配体结合,G蛋白处于关闭（失活）状态,以异源三聚体形式存在,即α亚基与GDP紧密结合,βγ亚基与α亚基、GDP的结合较为疏松；（2）当外部有信号时,G蛋白受体与其相应的配体结合,随之诱导G蛋白的α亚基构象变化,并使αβγ三个亚基形成紧密结合的复合物,从而使GDP与GTP交换,但是与GTP的结合导致α亚基与βγ亚基分开,α亚基被激活,即处于所谓的开启状态,随后作用于效应器,产生细胞内信号并进行一系列的转导过程,从而引起细胞的各种反应.（3）G蛋白的α亚基具有GDPase的活性,在Mg2＋存在的条件下可以水解GTP,α亚基与GDP复合物重新与βγ亚基结合,使G蛋白失活,处于关闭状态.以上三个过程依次循环完成信号地传递.G蛋白在信号转导的过程中主要发挥了分子开关作用与信号放大作用,通过G蛋白的激活与失活的循环,将信息精确无误地传到细胞并引起一系列的细胞内反应

g蛋白参与了哪几条信号转导通路

G蛋白是鸟苷酸结合蛋白的简称，存在于全身各个组织和细胞中，参与细胞内外信息的相互传导。细胞受到各种刺激信息，包括化学性的激素和神经递质及非化学性的声音、图像等。

刺激信息通过G蛋白的激活作用，在胞浆中生成数目众多的第二信使分子，产生十万级放大效应，引起细胞兴奋，让后促动器官完成各自功能。

g蛋白信号转导机制

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，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，其GTP酶的活性能被RGS（regulator of G protein signaling）增强。

论述g蛋白在细胞信号转导中的主要作用

运用化学的理论和方法研究生命物质的边缘学科.其任务主要是了解生物的化学组成、结构及生命过程中各种化学变化.从早期对生物总体组成的研究,进展到对各种组织和细胞成分的精确分析.目前正在运用诸如光谱分析、同位素标记、X射线衍射、电子显微镜以及其他物理学、化学技术,对重要的生物大分子（如蛋白质、核酸等）进行分析,以期说明这些生物大分子的多种多样的功能与它们特定的结构关系.

发展阶段及各时期研究内容：

1953年,DNA双螺旋结构、近代实验技术和研究方法奠定了现代分子生物学的基础,从此,核酸成了生物化学研究的热点和重心.

1776—1778年,瑞典化学家舍勒（Sheele）从天然产物中分离出：

甘 油 （glycerol） ,苹果酸 （malic acid） ,柠檬酸（citric acid） ,尿 酸 （uric acid） 和酒石酸（tartaric acid）.

1937年,英籍德裔生物化学家克雷布斯（Krebs）发现三羧酸循环,获1953年诺贝尔生理学奖.

1953年,沃森（Watson）和克里克（Crick）确定DNA双螺旋结构,获1962年诺贝尔生理学或医学奖.

1955年,英国生物化学家桑格尔（Sanger）确定牛胰岛素结构,获1958年诺贝尔化学奖.

1977年,桑格尔和吉尔伯特（Gilbet）设计出测定DNA序列的方法,获1980年诺贝尔化学奖.

1984年,诺贝尔化学奖授予Bruce Merrifield（美国）,奖励其建立和发展蛋白质化学合成方法.

1993年,诺贝尔生理学或医学奖授予Rechard J.Roberts（美）等,表彰其发现断裂基因.

1993年诺贝尔化学奖授予Karg B. Mallis（美）以表彰其发明PCR方法 和Michaet Smith(加拿大）以表彰其建立DNA合成作用与定点诱变研究.

1994年,诺贝尔生理学或医学奖授予Alfred G.Gilman（美国）,以表彰其发现G蛋白及其在细胞内信号转导中的作用.

1996年,诺贝尔生理学或医学奖授予Petr c. Doherty（美）等,以表彰其发现T细胞对病毒感染细胞的识别和MHC(主要组织相容性复合体）限制.

1997年

博耶（PaulD.Boyer）,美国生物化学家,1918年7月31日生于美国犹他州普罗沃.由于在研究产生储能分子三磷酸腺苷（ATP）的酶催化过程有开创性贡献而与沃克共获了1997年诺贝尔化学奖.同时获得该奖项的还有发现输送离子的Na\KATP酶的科学奖Jens c. skon(丹麦）.

1997 年诺贝尔生理医学奖颁发给美国加州大学旧金山分校的史坦利·布鲁希纳(Stanley Prusiner)教授.这项殊荣是肯定布鲁希纳教授在研究引起人类脑神经退化而成痴呆的古兹菲德-雅各氏病（Creutzfeldt-Jakob disease,CJD) 病原体的贡献.发现了朊蛋白（PRION）,并在其致病机理的研究方面做出了杰出贡献.

1998年,诺贝尔生理学或医学奖授予 Rolert F. Furchgott（美国）,表彰其发现NO是心血管系统的信号分子.

经典教材：《生物化学》王镜岩 （高等教育出版社）

教材介绍：

　　本书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”项目研究成果,是教育部推荐的“面向21世纪课程教材”,同时也是“九五”国家级重点教材.

　　全书共40章,上册为第1~18章,包括糖类、脂质、蛋白质、核酸、酶、维生素和辅酶、抗生素、激素和生物膜等.下册为第19-40章,包括代谢总论、生物氧化、糖代谢、脂质代谢、蛋白质分解及氨基酸代谢、核酸的降解与核苷酸代谢、核酸的生物合成、蛋白质的生物合成、物质跨膜运输、生物固氮和光合作用等.每章都附有提要和习题,书后附有生物化学常用名词英汉对照、名词缩写、索引等,以便读者学习.本书吸收了生物化学国际、国内的最新进展,内容丰富,图文并茂,章节仍按“先静态、后动态”组织编排,符合国内的教学习惯,便于教师教学使用和学生自学.

　　本书是国内内容最为丰富的基础生物化学教材,适合于综合性院校、农林院校、医学院校及师范院校的生命科学类专业及相关专业的本科生使用,也可供教师、研究生及科研工作人员使用.

g蛋白所参与的细胞信号通

低分子量g蛋白是SOS蛋白。

Sos蛋白是编码鸟苷释放蛋白的基因sos的产物（sos是son of sevenless 的缩写）。Sos蛋白在Ras信号转导途径中的作用是促进Ras释放GDP,结合GTP,使Ras蛋白由非活性状态转变为活性状态，所以, Sos蛋白是Ras激活蛋白。

SOS是低分子量G蛋白的正调节因子，含有可以被Grb2的SH3识别和结合的模体结构。在Ras通路中SOS结合到Grb2后被活化，作用于低分子量G蛋白开关Ras，促进Ras蛋白释放GDP结合GTP。

g蛋白在细胞信号转导中的作用是

G蛋白是一类含乌苷酸的蛋白质，存在于细胞外膜内表面，为生物信息转导过程中关键的中介体，可以决定信号传输通路何时打开和关闭。

1994年度生理学或医学诺贝尔奖被授予两位美国科学家艾尔弗雷德·吉尔默和马丁·罗德贝尔，因为他们率先分离并确定了生物细胞内发挥着内部“选择开关”作用的G蛋白。

在生命过程中，生物细胞几乎每时每刻都不得不靠传递激素或神经递质等化学信使来相互通讯以适应环境的变化，而大多数信使都是通过介体来传递信息的。

信使先和靶细胞外表面上的特异受体结合而发出指令，受体再把信息转发给一系列细胞间中介体，然后由它把指令传递给最后的执行者。

g蛋白信号转导过程

G蛋白偶联型受体的信号转导途径中的第一个信号传递分子是G蛋白，其活化过程称为G蛋白循环。