G蛋白質共役受容体シグナル

G蛋白質共役受容体シグナルは、7回膜貫通型受容体へリガンドが結合し、三量体G蛋白質のGDP–GTP交換を促して細胞内効果器を制御する情報伝達である。Gs、Gi/o、Gq/11などが代表的である。

受容体を交換機、G蛋白質を切替スイッチと考えるとよい。一つの受容体刺激が多数のG蛋白質を順に作動させ、複数の細胞内経路へ信号を分配できる。

リガンド結合で受容体が活性型となり、GαサブユニットのGDPがGTPへ置換される。Gα-GTPとGβγが分離または再配置して、アデニル酸シクラーゼ、PLC、イオンチャネルなどを調節する。GαのGTPase活性によりGTPがGDPへ加水分解され、複合体が再形成されて終了する。受容体リン酸化、βアレスチン結合、内在化は脱感作を担う。信号は増幅される一方、細胞ごとのG蛋白質・効果器発現で応答が異なる。

β₁アドレナリン受容体はGsを介してcAMP–PKAを活性化し、心筋Ca²⁺取扱いを変えて心拍数と収縮性を高める。一方、M₂受容体はGiを介して逆方向へ働く。

同じリガンドでも受容体サブタイプによりG蛋白質と作用が異なる。GPCRはイオンチャネルそのものではなく、効果器を介する。ただしGβγがチャネルを直接調節する場合もある。