【7.1.5】G蛋白(G-proteins)

G蛋白系统需要一种特殊的蛋白质——G蛋白，G蛋白就是鸟苷酸结合蛋白，它在系统中的功能是作为一种中间接受体（acceptor），在受体和效应器之间转导信号。

• 能结合和水解GTP(Can bind to and hydrolize GTP)
• 所有的G蛋白都有2个不同的构象，取决于结合GDP还是GTP。结合GTP一般 激活G蛋白

一、分类

已发现两类不同的G蛋白：

• 一类是异源三聚体G蛋白（heterotrimeric G proteins）
• 另一类是小G蛋白(SmallG-proteins)

1.1 异源三聚体G蛋白

这一类G蛋白是由α、β和γ三个亚基组成，常见的有：Gs、Gi、Gq、Gt、Golf、Go和味觉素（gustducin）（表7-1）。其中Gs蛋白能刺激腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）的活性，Gi蛋白则抑制腺苷酸环化酶的活性，Gq能激活磷脂酶C（phospholipase C，PLC）的活性，Gt蛋白能够激活一种专门水解cGMP的磷酸二脂酶的活性，Golf蛋白也能够刺激AC的活性。

6种不同的异源三聚体G蛋白 (Six heterotrimeric G proteins）

1.2 小G蛋白

一般只由一条肽链组成，在结构上与三聚体G蛋白的α亚基相似，与细胞信号转导有关的是Ras蛋白。

1. Ras-生长因子的信号转导(Ras-growth factor signal cascades).
2. 翻译的起始因子、延伸因子和释放因子-蛋白质生物合成)(initiation, elongation & releasing factors-protein synthesis).
3. Rab-小泡定向和融合(Rab -vesicle targeting and fusion).
4. ARF-形成小泡包被(ARF-forming vesicle coatomer coats).
5. Ran-蛋白质进入或离开细胞核(Ran-transport of proteins into & out of the nucleus).
6. Rho-肌动蛋白骨架的调节(Rho -regulation of actin cytoskeleton)

二、两种形式

所有的G蛋白都有两种形式：

• 一种是与GDP结合的无活性形式
• 另外一种是与GTP结合的活性形式

这两种形式可以相互转变，一方面GTP可以取代GDP，另一方面GTP也可以水解成GDP。因此，G蛋白在细胞内相当于是一种分子开关，可通过它在“开和关”之间的切换来控制细胞内的多项活动。细胞内GTP与GDP的比率一般维持在10:1，这显然有利于GTP取代GDP。

参考资料

• 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件