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。

G蛋白耦合受體作用機制示意簡圖。（岳威廷繪圖）

根據目前研究，人類的基因庫裡包含21種不同的α次單元、6種β次單元及12種γ次單元。α次單元可活化腺苷酸環化酶或磷酸二酯酶（phosphodiesterase）等膜內酵素，而βγ次單元則會活化其他的蛋白質。而活化後的α次單元在GTP水解成磷酸根及GDP後，會再次跟β/γ次單元結合回到G蛋白耦合受體上，等待下一次反應。而不同的G蛋白次單元也有不同的功能，也有研究發現有些G蛋白甚至會抑制腺苷酸環化酶的作用或是調控其他酵素的活性。除了調控酵素外，G蛋白也被發現可直接調控離子通道訊號。例如在心肌細胞上的尼古丁型乙醯膽鹼（nicotinic acetylcholine）受器訊號就是由G蛋白耦合受體傳遞（在其他肌肉細胞則是由鉀離子通道（K⁺ channel）調控訊號）。

參考文獻

1. Buck, L., & Axel, R. (1991). A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition. Cell, 65(1), 175-187.
2. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2009). The cell: a molecular approach (5 ed.).