举例说明G蛋白偶联细胞表面受体介导信号跨膜转导的通路及其作用机制。
 
【正确答案】G蛋白偶联细胞表面受体介导信号跨膜转导的通路主要有两条:cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路。同时,在磷脂酰肌醇信号通路中,存在一个“双信使系统”,因而G蛋白偶联受体信号转导形成一个复杂的网络结构。 (1)cAMP信号通路 ①信号通路:激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白。 ②作用机制:cAMP活化PKA,PKA催化亚基转位进入细胞核,使基因调控蛋白(cAMP应答元件结合蛋白,CREB)磷酸化,磷酸化的基因调控蛋白CREB与核内CREB结合蛋白(CBP)特异结合形成复合物,复合物与靶基因调控序列结合,激活靶基因的表达。 (2)磷脂酰肌醇信号通路“双信使系统” 胞外信号分子与GPCR结合,活化G蛋白,进而激活磷脂酶C(PLC),催化PIP2水解生成IP3和DAG两个第二信使。 ①IP3-Ca2+信号通路 a.信号通路:胞外信号分子→G蛋白偶联受体→G蛋白→磷脂酶C(PLC)→IP3→胞内Ca2+浓度升高→Ca2+结合蛋白(CaM)→钙调蛋白依赖激酶→基因调控蛋白。 b.作用机制:IP3结合并开启内质网膜上IP3敏感的Ca2+通道,引起Ca2+释放并进入细胞质基质,通过结合钙调蛋白引起细胞反应,如引起肌细胞的收缩。 ②DAG-PKC信号通路 a.信号通路:胞外信号分子→G蛋白偶联受体→G蛋白→磷脂酶C(PLC)→DAG→激活PKC→蛋白磷酸化或者促Na+/H+交换使胞内pH变化等。 b.作用机制:IP3-Ca2+信号通路释放的Ca2+将细胞质中游离的蛋白激酶C(PKC)募集到细胞质膜上,结合在质膜上的第二信使DAG活化并激活与质膜结合的PKC,接着PKC作用于下游底物,引起多种细胞反应,如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖分化等。
【答案解析】