代谢型受体

受体的结构与工作循环

代谢型受体的蛋白链贯穿细胞膜七次。在细胞内部，受体与G蛋白接触，后者是一个由三个亚基（α、β和γ）组成的复合物。这些蛋白因能够结合鸟嘌呤核苷酸而得名。

信号转导循环包含几个阶段：

1. 静息状态：受体处于游离状态，无配体结合。非活性状态的关键标志是G蛋白的α亚基与GDP（二磷酸鸟苷）分子非共价结合。
2. 激活：激动剂与受体结合，改变其构象。α亚基上的GDP被GTP（三磷酸鸟苷）取代。
3. 信号传递：“α亚基 + GTP”活性复合物从受体和βγ亚基上解离下来，随后前往效应蛋白（酶或离子通道）。
4. 终止：由于α亚基自身的GTP酶活性，它将GTP重新水解为GDP。系统恢复至初始的静息状态。

腺苷酸环化酶系统（Gs和Gi蛋白）

研究最深入的信号转导机制与膜结合酶腺苷酸环化酶有关。活化的G蛋白促使该酶水解ATP，生成第二信使——cAMP（环磷酸腺苷）。该信使可激活特异性的cAMP依赖性蛋白激酶，进而使细胞蛋白磷酸化，从而改变其功能。

最终效应取决于G蛋白的类型：

• Gs蛋白刺激腺苷酸环化酶的活性。例如交感神经系统对心肌β1受体的激活。cAMP水平上升，蛋白激酶使钙通道磷酸化，钙离子更多地进入细胞。结果：窦房结自律性增高，心率加快。
• Gi蛋白抑制腺苷酸环化酶。M2胆碱受体（副交感神经的影响）通过该途径发挥作用。cAMP水平下降，导致心率减慢。

肌醇磷酸途径（Gq蛋白）

另一种机制通过Gq蛋白实现，它们可激活磷脂酶C。例如，在刺激血管平滑肌中的α1肾上腺素受体时，该途径就会发挥作用。

生化级联：

1. 磷脂酶C水解膜上的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸。
2. 合成亲水性第二信使——肌醇-1,4,5-三磷酸（IP3）。
3. IP3打开肌浆网的钙通道。
4. Ca²⁺离子大量进入细胞质并与钙调蛋白形成复合物。
5. “Ca²⁺-钙调蛋白”复合物激活肌球蛋白轻链激酶。
6. 肌球蛋白被磷酸化，促进其与肌动蛋白的接触，从而引起血管收缩。

信号放大现象

与G蛋白偶联的受体的关键特性是对初始信号的多重增强，即放大作用。一个被激活的受体可以启动多个G蛋白，而每个G蛋白又会促使酶合成数百个第二信使分子。

这是体内最广泛的受体类别。多巴胺受体、组胺受体、阿片受体、部分5-羟色胺受体以及大多数肽类激素的感受器均属于此类。

课堂与考试常见问题

该主题的其他拓展内容

• cAMP依赖性蛋白激酶对细胞蛋白的磷酸化机制。
• “Ca²⁺-钙调蛋白”复合物在平滑肌生理学中的作用。
• α1和β1肾上腺素受体阻滞剂的药理学效应。
• 阿片受体的多样性及其功能。

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本资料由 WhiteCoat Pro 讲师根据医学院校教学大纲编写。仅供教育参考。