14장. G단백질 연결 수용체. GPCR

이번 포스팅에서는 흔히 GPCR이라고 알려진 G단백질 연결 수용체에 대한 개요와 그리고 이 수용체의 비활성화 작용에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

          CHAPTER 14. 2

                      (G단백질 연결 수용체)

 

 

◎G단백질 연결 수용체군(G protein linked receptor family)

 

( G단백질 연결 수용체군의 작용 과정)

 

G단백질 연결 수용체군이란 리간드 결합이 수용체의 3차원적 구조에 변화를 일으켜 특정G단백질(G protein ; 구아니 뉴클레오티드 결합 단백질의 줄임말)을 활성화 시키기 때문에 이름이 붙어졌습니다. 이에 의해서 활성화된 G단백질은 효소나 채널 단백질과 같은 표적 단백질에 결합하여 표적의 활성을 변화시키게 됩니다.

 

후각 수용체, 노르에피네프린 수용체, 갑상선자극호르몬, 여포자극호르몬에 반응하는 호르몬 수용체들이 여기에 속합니다.

 

★오피오이드 수용체들(receptors)

 

 

 

임상적으로 매우 중요한 G단백질 연결 수용체인데 모르핀 같은 마취성 약제들이 이들 수용체에 결합하여 진통효과를 냅니다. 하지만 마취성 약제들이 뇌의 시냅스 기능에 장기적인 변화를 일으켜 중독증상을 일으킵니다.

 

●G단백질 연결 수용체의 구조

 

 

G단백질 연결 수용체들은 종류에 따라 아미노산 서열이 크게 차이나지만 모두 비슷한 구조를 하고 있습니다.

 

1. 7개의 세포막 관통 알파 나선을 형성하며 나선은 세포기질 고리와 세포 바깥 고리로 교대로 연결되어 있습니다.

 

2. 위의 그림에서 볼수있듯이 아미노기(-NH2)가 붙은 N말단은 세포바깥으로 카르복시기(-COO)가 붙은 C말단은 세포기질 쪽으로 위치합니다.

 

3. 첫 번째 그림에서 ligand binding지역 두 번째 그림에서는 messenger binding site가 신호물질 결합 부위를 나타냅니다.

 

4. 첫 번째 그림에서 G binding 두 번째 그림에서는 segment that interact with G protein 지역이 특정 G단백질과 결합하는 부위입니다.

 

●G단백질 연결 수용체의 조절 작용

신호 전달의 필요가 없는 경우 에너지 낭비를 막기 위해서 G단백질 연결 수용체는 비활성화 상태를 유지하고 있어야 합니다. 그렇지 않다면 지속적으로 신호 전달이 일어나고 이는 비효율적인 상황이기 때문입니다. 비활성화의 중요한 작용은 바로 인산화 작용입니다. 여기서는 두가지 인산화효소에 대해서 알아 보겠습니다.

 

 

 

 

1. G단백질 연결 수용체 인산화효소

(G protein linked receptor kinase; GRK)

위 그림을 보시면 인산화 효소가 작용하는 위치를 볼 수 있습니다.

 

 

 

β 아드레날린 수용체와 같은 G단백질 연결 수용체의 아미노산이 GRK에 의해 강력히 인산화되면 β 아레스틴(β-arrestin)이라는 단백질이 결합하여 G단백질과 연관되는 기능을 완전히 방해합니다.

 

2. 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA - 음성피드백

위 그림을 보시면 단백질 인산화효소A의 작용 위치를 알 수 있습니다. 이 효소는 자기 자신이 신호 전달 과정에서 인산화되면서 수용체의 다른 아미노산을 인산화 시킬 수 있는데 이는 세포내 신호전달의 음성피드백 작용의 좋은 예입니다.