植物G蛋白偶联受体及其在信号转导中的作用_金国萍

来源：网络收集时间：2026-08-01

导读： G蛋白相关英文文献生物学杂志Vol．29No．2 Apr，2012JOURNALOFBIOLOGY  第29卷第2期2012年4月 doi∶10．3969/j.issn.2095－1736．2012.02.077 植物G蛋白偶

G蛋白相关英文文献

生物学杂志Vol．29No．2

Apr，2012JOURNALOFBIOLOGY

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第29卷第2期2012年4月

doi∶10．3969/j.issn.2095－1736．2012.02.077

植物G蛋白偶联受体及其在信号转导中的作用

金国萍

1，2

，刘

方，赵21，222芊，苗春娟，边子睿，宋水山

（1.河北工业大学化工学院，天津300130；2.河北省科学院生物研究所，石家庄050051）

摘

coupledreceptors，GPCRs）是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体，要：G蛋白偶联受体（Gprotein-是人体内最大的

参与多种植物信号通路以及影响一系列的代谢和分化活动。简要介绍了蛋白质超家族。GPCRs能调控细胞周期，

GPCR和G蛋白介导的信号转导机制，GPCRs的结构和植物GPCR及其在植物跨膜信号转导中的作用，并对GPCR的信号转导机制及植物抗病反应分子机制的研究提出展望。关键字：G蛋白偶联受体；异三聚体G蛋白；信号转导中图分类号：Q94

文献标识码：A

文章编号：2095－1736（2012）02－0077－04

Gprotein-coupledreceptorofplantsanditsfunctioninsignaltransduction

JINGuo-ping1，2，LIUFang2，ZHAOQian2，MIAOChun-juan1，2，BIANZi-rui2，SONGShui-shan2

（1.CollegeofChemistryandEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300100；

2.BiologyInstitute，HebeiAcademyofSciences，Shijiazhuang050051，China）

Abstract：Gprotein-coupledreceptorshavearchitectureofseventransmembraneα-helicalregions，theyarethelargestproteinsuperareinvolvedinavarietyofplantsignalingpathwaysandinfluenceawidefamilyinhumanbody．GPCRsregulatecellcycleprogression，

varietyofmetabolicanddifferentiatedfunctions．Inthisarticle，ageneralmechanismofsignaltransductionthroughGPCRandGpro-teins，structureofGPCRsandplantGPCRanditsroleinplanttransmembranesignaltransductionwasreviewed．Theprospectsofsig-naltransductionmechanismsofGPCRandmolecularmechanismsofplantdiseaseresistancewerediscussed．Keywords：Gprotein-coupledreceptors；heterotrimericGproteins；signaltransduction

G蛋白偶联受体（Gprotein-coupledreceptors，

GPCRs）是具有7个跨膜螺旋的蛋白质受体，是人体内最大的蛋白质超家族。GPCRs参与植物信号转导途径，能影响一系列的代谢和分化活动。近年来，随着对GPCRs研究的不断深入，GPCRs的作用也越来越重要。据报道，拟南芥GPCR能调控细胞周期并且参与脱落

上千种已知的GPCRs都酸等信号通路。但迄今为止，

是来自于动物界，只有一种GPCR是来自于植物界。

本文着重从GPCR和G蛋白介导的信号转导机制，GPCRs的结构和植物GPCR及其在跨膜信号转导中的作用这几方面作一综述。

1GPCR和G蛋白介导的信号转导机制

信号转导是细胞正常生长和发育所需的一个重要

收稿日期：2011－07－20；修回日期：2011－09－09

过程，它能使细胞在不同的环境下维持自身，并且决定

生长、分化、衰老和死亡等生命的基本现细胞增殖、

［1］

象。异三聚体G蛋白（Gα，Gβ/Gγ）简称G蛋白，是

［2］

细胞信号级联反应的重要组成部分之一。G蛋白偶联受体（GPCRs）能感应胞外信号并将其传递给G蛋

白，后者又将该信号传递给下游相应的效应器。在植物中，最典型的质膜受体有两种：1）跨膜受体酶（通常是激酶）；2）GPCRs。

G蛋白偶联受体介导的信号传导通路，如图1。在Gα与Gβγ二聚物和鸟苷二磷酸非活性状态下，

（GDP）相连。当激动剂/配基与GPCR结合时，GPCR被激活，使得G蛋白介导的信号转导被启动。GPCR是一个鸟嘌呤核苷酸交换因子，能促进Gα亚基上的

基金项目：国家重点基础研究发展计划（项目编号：2009CB126000）；河北省自然科学基金（项目编号：C2006000707）（1987－），mail：jinguopingapple@http://；作者简介：金国萍，女，硕士研究生，专业方向：细胞信号转导，E-（1963－），E-mail：shuishans@hotmail．com。通讯作者：宋水山，男，研究员，博士生导师，主要从事细胞信号传导的研究，

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年月

［3］

鸟苷二磷酸（GDP）/鸟苷三磷酸（GTP）进行互换。

个氨基酸残基

。

被活化的GPCR使Gα亚基上的GDP转变成GTP，这时GPCR的结构发生变化，从而导致Gβγ二聚物从Gα亚基上分离，进而活化G蛋白。被活化的Gα和Gβγ蛋白就会轮流与多种效应器结合，从而在不同系统中效应器会继续将信号传递给不调控信号通路的开关，

同的第二信使。这时Gα固有的GTPase活性开始起作使其结合的GTP转变成GDP，同时得到无活性的G用，

蛋白。Gα亚基的GTPase活性可能也要受到G蛋白信号转导调节蛋白（RGSproteins）和效应器的调控。此外，效应器酶如腺苷酸环化酶也可以通过受体来调控G蛋白的活性

。

图2GPCRs的结构Fig2StructureofGPCRs

7TM与三个胞外环（extracellularloop1～extracellu-larloop3，E1～E3）和三个胞内（intracellularloop1～intracellularloop3，I1～I3）相连。GPCR的胞外环可以且含有两个高度保守的半胱氨酸残基，而后被糖基化，

者能通过建立二硫键来维持受体的结构。GPCRs胞外N端有36～154个氨基酸残基。该结构含有天冬酰胺残基和用于N糖基化的序列，后者能使受体从细胞内转运到细胞膜上。一些GPCRs的N端参与配基的结合，活化作用及下游的调控。GPCRs的7TM可以形成一个紧凑且高度疏水的环形中心。与大多数跨膜蛋白

疏水性氨基酸残基朝向磷脂双分子层，而亲水质类似，

性氨基酸残基大多数朝向环形中心。GPCR含有一个

胞内的C端结构域。由于该结构域包含丝氨酸和/或酪氨酸残基，因而其成为G蛋白受体激酶介导的磷酸化和受体失敏感化的位点。有些GPCRs的C端包含一个半胱氨酸残基，其可作为酰基化的位点。GPCR不仅在序列上有所不同，而且在氨基酸长度和C端上

图1GPCR介导的信号转导通路Fig1SignaltransductionpathwayofGPCR

也有不同。GPCRsC端的丝氨酸残基能被G蛋白偶联受体激酶（GRKs）磷酸化。GRKs含有6种哺乳动物的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，并且能将所结合的激动剂磷

GPCRs是其最初的底物。酸化或者其自身被激活，3

植物GPCR及其在植物跨膜信号转导中的作用

3.1植物中的GPCR

迄今为止，在人类和动物中已经发现有1000多种GPCRs。相对于动物界来说，目前对植物GPCRs的研究还比较少。拟南芥含有唯一的G蛋白信号转导调节蛋白（RGS1），而后者能够直接与激活的Gα亚基结合，显著提高Gα亚基上的GTP酶活性，加速GTP水解，从而灭活或终止G蛋白信号的一组分子大小各异的多功能蛋白质家族。该家族都含有一个130个氨基酸的保守的RGS结构域，其功能是结合激活的Gα亚

从而负调控G蛋白信号。许多RGS蛋白还含有非基，

RGS结构域，能结合其它的信号蛋白，从而调节G蛋

被活化的Gα能影响和调控许多效 …… 此处隐藏：9426字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……

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