7.15: G 단백질 결합 수용체

G 단백질 결합 수용체 또는 GPCR은 이종 삼량체 G 단백질과 일시적으로 결합하고 빛, 냄새, 호르몬, 사이토카인 또는 신경 전달 물질과 같은 감각 자극에 대한 적절한 반응을 유도하는 막 결합 수용체입니다.

GPCR은 헵타헬릭스, 7TM 또는 서펜틴 수용체라고도 하며 이중층에 걸쳐 원통형 코어를 형성하는 7개(H1-H7) 막횡단 알파나선으로 구성됩니다. 막관통 나선은 3개의 세포외 루프와 3개의 세포질 루프로 연결됩니다. 세포외 루프와 함께 막횡단 알파나선은 GPCR의 중앙 리간드 결합 포켓을 형성합니다. 대조적으로, 세 번째 세포질 루프는 이종삼합체 G 단백질 결합 부위로 기능합니다.

리간드 결합은 구조 변화를 겪으면서 GPCR을 활성화하고 또한 이종삼량체 G 단백질과 높은 친화력으로 결합합니다. 활성화된 GPCR은 여러 G 단백질에 결합하고 활성화하여 신호를 증폭시킬 수 있습니다. G 단백질은 차례로 하류 효과기와 결합하여 활성화하고 세포 반응을 일으킵니다.

구조적으로 모든 포유류 GPCR은 7개의 막횡단 알파나선형 도메인으로 구성되어 있지만 순서와 기능이 상당히 다릅니다. GPCR은 A군(로돕신 유사), B군 (세크레틴 수용체 유사 또는 B1), B2군 /접착 유형, C군(글루타메이트 수용체 유사), F군 (프리즐형 유사)를 포함하여 크게 5가지 군으로 분류됩니다. ).

1. A군은 로돕신과 베타-아드레날린 수용체를 포함하는 GPCR의 가장 큰 하위 계열을 형성합니다.
2. B군은 글루카곤, 부갑상선 호르몬, 혈관 활성 장 펩티드(VIP) 수용체와 같은 호르몬 결합 수용체를 포함합니다.
3. 접착 또는 B2 수용체 군에는 접착 G 단백질 결합 수용체 또는 세포 접착 및 이동에 필수적인 ADGRL1 및 ADGRG1과 같은 수용체의 ADGR 그룹이 포함됩니다.
4. C군에는 칼슘 감지 수용체, 감마-아미노부티르산(GABA) 유형 B 수용체, 대사성 글루타메이트 수용체 및 여러 미각 수용체가 포함됩니다. 다른 그룹과 달리 이 그룹은 리간드 결합을 위해 특징적인 금성 파리 트랩 모듈을 사용합니다.
5. frizzled-like라고도 불리는 F군에는 Smoothened 또는 Smo 수용체와 배아 발달 기능이 포함됩니다.

전체적으로 인간은 800개 이상의 GPCR로 구성됩니다. 이 중 다수는 호르몬, 성장 인자 또는 내인성 리간드를 감지하는 반면, 다른 일부는 후각 및 미각 반응에 관여합니다.

따라서 GPCR은 중요한 생리학적 경로를 조절하며 당뇨병, 암, 비만, 우울증 또는 알츠하이머병과 같은 질병을 치료하기 위한 탁월한 약물 표적입니다. 승인된 약물의 거의 35%가 특정 GPCR과 선택적으로 상호작용하여 치료 효과를 구현합니다. 일반적으로 사용되는 약물 종류 중 하나인 베타 차단제는 베타 아드레날린 수용체를 표적으로 하며 고혈압, 심장 부정맥 및 불안과 같은 상태를 치료합니다. GPCR은 다양한 질병 상태에 대한 무기고를 만드는 효과적인 목표를 제공합니다.

G 단백질 결합 수용체(GPCR)는 이질삼합체 G 단백질과 결합하여 빛, 호르몬, 사이토카인 및 신경 전달 물질과 같은 신호에 대한 세포 반응을 매개하는 세포 표면 수용체입니다.

모든 GPCR은 G 단백질과 결합하는 세포질 루프(cytosolic loop)와 리간드(ligand)를 결합하는 세포외 루프(extracellular loop)를 번갈아 가며 분리된 7개의 막관통 알파-나선(alpha-helice)을 포함합니다.

리간드가 없으면 GPCR은 비활성화됩니다.

리간드 결합은 GPCR의 세포질 루프에서 구조적 변화를 유도합니다. 활성화된 GPCR은 이제 친화도가 증가된 비활성 GDP 결합 G 단백질에 결합하여 수용체-G 단백질 복합체를 형성할 수 있습니다.

수용체-G 단백질 상호 작용은 G 단백질의 구조적 변화를 더욱 유도하여 GDP와 GTP의 교환을 촉발합니다.

다음으로, G 단백질의 GTP 결합 소단위체는 GPCR에서 분리되어 다운스트림 효과기를 활성화하여 시각, 후각, 미각 및 면역 반응을 매개합니다.