G 단백질 연결 수용체
G-protein coupled receptors
G단백질 연결 수용체(G-protein coupled receptor, GPCR)는 세포 간 신호전달 메커니즘에서 중요하다. GPCR은 세포막 밖과 안을 7번 관통한다. 이러한 구조로 인해 세포 밖의 신호전달물질을 인식하여 세포 안에 신호를 전달해주는 역할을 할 수 있다.
GPCR의 세포 밖 부분은 특정 물질과 결합할 수 있다. 그 특정 물질을 리간드(ligand)라고 한다. 리간드는 두 종료가 있다. 작용제(agonist)는 GPCR과 결합하여 세포 안으로 신호를 전달해준다. 반대로 길항제(antagonist)는 GPCR과 결합하여 작용제가 작용할 수 없도록 방해한다. 즉, 길항제가 GPCR에 결합해있을때는 세포 안으로 신호가 전달되지 않는다.
GPCR의 세포 안쪽 부분에는 G-protein이 있다. GPCR 작용제가 GPCR에 결합하면 GPCR의 구조가 바뀐다. 구조가 바뀐 GPCR은 G-protein을 Gα 소단위체와 Gβ-Gγ 이중체로 분리시킨다. G-protein이 분리되었다는 것은 신호가 세포 내에서 "on" 상태로 켜졌다는 것이다. 분리된 G-protein의 덩어리는 세포 내에서 2차 신호전달물질을 활성화시킨다. 2차 신호전달물질은 다양한 세포 안의 반응을 일으킨다.
G-protein은 3가지 종류가 중요하다. Gq-, Gi-, Gs-protein이 있다.
Gq-protein은 2차 신호전달물질인 phospholipase C를 활성화시키고 phospholipase C는 IP3를 활성화하여 세포 내의 반응을 활성화시킨다. 활성화된 세포는 세포 내의 칼슘 농도를 증가시킨다.(세포 소기관에서 칼슘을 방출) 그 결과 평활근이 수축한다.
2. Gi-protein
Gi-protein에서 i는 inhibitory의 약자이다. Gi-protein이 활성화되었을 때 세포 내의 cAMP 활성이 억제되어보이기 때문에 이름을 이렇게 지은 것 같다. 실제로 Gi-protein는 활성화되면 adenylate cyclase를 억제하고 칼슘이온통로를 닫고 칼륨이온통로를 연다. 그 결과 세포 내의 cAMP의 농도가 감소한다. cAMP는 평활근수축을 억제하는 작용을 하는데, cAMP가 감소하기 때문에 혈관은 수축한다. 또한 이온 농도를 조절하여 신경이 빠릿빠릿하게 작동하지 못하게 한다.
Gi-protein은 무스카린수용체 M2 , M4, chemokine 수용체, 아드레날린수용체 α2, 세로토닌 수용체 5-HT1 , 히스타민수용체 H3 , H4, 도파민수용체 D2-like receptors에 존재한다.
3. Gs-protein
Gs-protein에서 s는 stimulatory의 약자이다. 이는 Gs-protein이 Gi-protein과 반대되는 작용을 한다는 것을 이름에서부터 암시하고 있다. Gs-protein의 작용은 adenylate cyclase 작용을 활성화하여 세포 내 cAMP 농도를 증가시키는 것이다. 세포 내 cAMP의 농도가 증가하면 평활근은 이완한다. 신경은 활성화되고 심장은 더 빨리 뛴다.
Gs-protein은 아드레날린 베타수용체, 도파민수용체 D1-like receptors, 히스타민수용체 H2 ,세로토닌수용체 5-HT4, 5-HT6 , 5-HT7 에 존재한다.