G protein을 경유하는 세포 신호 전달 체계에 대해서 설명하라

소개글

G protein을 경유하는 세포 신호 전달 체계에 대해서 설명한 것임

목차

1. G단백질 연결 수용체에 대한 자극은 G단백질의 subunit를 활성화시킨다.
2. 일부 G단백질은 막 결합성 효소를 활성화시킨다.
3. cAMP 경로는 여러 효소를 활성화시키고 또한 유전자를 발현시킨다.
4. 레포트 후기
5. 참고문헌

본문내용

1. G단백질 연결 수용체에 대한 자극은 G단백질의 subunit를 활성화시킨다.
-세포외 신호전달물질이 7회 막을 관통하는 막관통수용체에 결합하면 수용체단백질의 구조가 변하여 세포막 안쪽에 위치한 G단백질(G-protein)과 상호작용이 가능해진다. 먼저 G단백질의 구성과 그 기능에 대해서 살펴보기로 한다.
G단백질에는 몇 가지 종류가 있는데, 각 종류마다 특이적인 수용체 군이 존재하며 하부단계에서 특정 단백질을 표적으로 한다. 그러나 모든 G단백질은 공통적인 구조를 갖고 있으며 그 작동방식도 서로 유사하다. 이들은 모두 α,β,γ의 세 가지 단백질 subunit로 구성되어 있다. 자극을 받지 않은 상태에서 αsubunit는 GDP와 결합하고 있고, 이 상태에서 G단백질은 활성을 띠지 않는다. 세포외부에서 리간드의 자극으로 수용체와 G단백질이 결합하면, αsubunit에서 GDP가 유리되고 대신 그 자리에 GTP가 결합하게 되어 G단백질이 활성화된다. 그 결과 G단백질은 활성화된 αsubunit와 βγcomplex로 분리되며, 이들은 세포막을 따라 자유롭게 이동할 수 있다. 이들은 각각 세포막에 위치하는 표적과 상호작용을 통하여 신호를 전달하게 되고, α나 βγsubunit와 결합하는 시간이 길어질수록 신호는 강해지고 오래 지속된다. 이들 α와 βγsubunit가 서로 분리된 상태로 존재하는 시간은 αsubunit의 상태에 따라 결정된다. αsubunit는 그 자체가 GTP-가수분해효소(GTPase)활성을 갖고 있어서, 일정 시간이 지나면 결합된 GTP를 GDP로 가수분해한다. 그 결과 αsubunit는 βγcomplex와 재결합하고 신호 전달은 중단된다. 이러한 반응은 일반적으로 G단백질이 활성화된 후 수초 내에 이루어진다.
이러한 G단백질을 통한 신호전달체계에서의 신호의 불활성화 기작은 활성화 기작과 거의 비슷한 정도의 중요성을 지니고 있다. 이러한 기작은 그 조절 기회가 많은 만큼 위험성도 크다. 콜레라는 그 좋은 예이다. 콜레라를 일으키는 박테리아는 장에서 증식하면서 콜레라 독소를 만들어 낸다. 이 독소는 장벽을 구성하는 세포내로 침투하여 G단백질의 αsubunit가 GTP를 더 이상 가수분해하지 못하게 변형시킨다. 이렇게 변형된 αsubunit는 결국 계속 활성화된 상태로 유지되어 지속적으로 표적단백질에 신호를 전달한다. 그 결과 장벽을 구성하는 세포는 Na+와 수분을 장내로 계속 배출하게 되어 심한 설사와 탈수증세를 일으키게 되며 모자란 수분과 이온을 신속히 보충해 주지 않으면 생명을 잃게 된다.
일부 G단백질은 이온통로를 조절한다. 예를 들어 G단백질은 수용체와 연계하여 심근세포 원형질의 K+통로를 개폐시킨다.

참고 자료

#필수 세포생물학 443p~471p - 대표역자 박상대 (교보문고)
http://hykim.chungbuk.ac.kr/lectures/cellbio/10/10-1.htm 충북대학교 홈페이지