鳥苷三磷酸

G蛋白質耦合受體-2(G protein couple receptor)

G蛋白質耦合受體-2(G protein couple receptor)
國立臺灣大學生命科學系岳威廷碩士

G蛋白耦合受體是細胞表面種類上最多的一類受體,透過名為G蛋白的嘌呤核苷酸結合蛋白(guanine nucleotide-binding protein)作用將外來訊息傳遞進入細胞。目前有將近1000種G蛋白耦合受體已經被發現,可分別與類花生酸(eicosanoid)、多種神經傳導物質(neurotransmitter)、神經胜肽(neuropeptide)和胜肽荷爾蒙(peptide hormone)等的訊息分子結合。再者,感光細胞中的視紫紅質也是一種G蛋白耦合受體,可以被光所激活。由於G蛋白耦合受體參與很多生理反應,目前已知,大約40%的現代藥物都與G蛋白耦合受體有關。

G蛋白耦合受體的研究最早建立在研究荷爾蒙如何調控環形ATP(cyclic ATP)。例如:當嗅神經的纖毛接收氣味分子時,會活化腺苷酸環化酶(adenylyl cyclase)及增加環狀腺苷單磷酸(cAMP),除此之外,這些反應的進行被發現是需要鳥苷三磷酸(GTP)的參與,這些結果指向氣味分子會經由活化細胞膜上的G蛋白耦合受體活化腺苷酸環化酶導致環狀腺苷單磷酸的增加,而環狀腺苷單磷酸的增加則會開啟鈉離子通道(Na+ channel),開啟神經訊號傳導。

G蛋白

G蛋白 (guanine nucleotide-binding protein)
國立臺灣大學生命科學系岳威廷碩士

G蛋白是鳥苷酸結合蛋白 (guanine nucleotide-binding protein) 的簡稱,是由三個不同分別被命名為α、β及γ的次單元所構成,所以G蛋白也被稱為異源三質型G蛋白(為了和其他嘌呤核苷酸結合蛋白做區別)。α次單元會透過和嘌呤核甘酸結合來調控G蛋白的活性:當α次單元和鳥苷雙磷酸 (GDP) 結合時,會和β及γ次單元形成耦合體,此時G蛋白呈現未活化狀態;當G蛋白耦合受體接上訊號分子後,會造成α次單元的GDP被GTP置換而活化α次單元,接著使α次單元和β/γ次單元分離,活化後的α次單元和β/γ次單元會各自開啟下游的訊息傳遞機制。

fig1

G蛋白耦合受體作用機制示意簡圖。(岳威廷繪圖)

鳥苷三磷酸(Guanosine triphosphate)

鳥苷三磷酸(Guanosine triphosphate)
國立新莊高級中學陳偉民退休教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

鳥苷-5’-三磷酸(GTP,如圖1)是嘌呤核苷酸的一種,在轉錄過程中,可作為合成RNA的受質。

圖1 鳥苷三磷酸

轉錄又稱RNA合成,其過程會製造與DNA序列相對應的RNA副本。RNA與DNA都是核酸,二者以核苷酸中的鹼基對作為互補語言,有正確的酶存在時,可交互轉換。在轉錄過程中,RNA聚合酶讀取DNA順序後,產生互補、反向平行(antiparallel)的一股RNA。只要原來的DNA中有胸腺嘧啶(T),轉錄產生的RNA副本一定出現尿嘧啶(U),這點與DNA複製非常不同。