概述
受體鳥苷酸環化酶(receptorguanylatecyclase)是一次性跨膜蛋白受體,胞外段是配體結合部分,胞內段為鳥苷酸環化酶催化結構域。受體的配體是心房肌肉細胞分泌的一組肽類激素心房排鈉肽(atrialnatriureticpeptides,ANPS)和腦排鈉肽(briannatriureticpeptides,BNPs)。這種酶聯受體的特點是:受體本身就是鳥苷酸環化酶,其細胞外的部分有與信號分子結合的位點,細胞內的部分有一個鳥甘酸環化酶的催化結構域,可催化GTP生成cCMP。而cGMP可激活cGMP依賴性的蛋白激酶G(cyclicGMP-dependentproteinkinaseG,G-kinase),被激活的蛋白激酶G可使特定蛋白質的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化,從而引起細胞反應。因此,此途徑中的第二信使是cGMP.
受體的結構
細胞內有兩種形式的鳥苷酸環化酶(guanylatecyclase,GC):與細胞膜結合的膜結合型GC和胞漿可溶型GC.作為酶聯受體信號途徑的主要是膜結合型GC(membrane-boundformofguanylatecyclase,mGC)。mGC是一種跨膜蛋白,氨基末端在膜外側,是激素配體結合區;膜內側約為多肽鏈的1/2,含有一個類蛋白激酶區以及羧基末端的催化區域
配體結合結構域(ligandbindingdomain)不同的受體可結合不同的第一信使激素,按其與配體結合的特性,可分為GC-A、GC-B、GC-C.已知GC-A結合的是心鈉肽;GC-B結合的是腦鈉肽;GC-C結合的是細菌熱穩定腸毒素。
蛋白激酶樣結構域(PK-likedomain)定位於質膜與GC催化區之間,所有的膜結合型GC都含有一個與蛋白激酶高度同源的蛋白激酶樣結構域,它與酪氨酸蛋白激酶的相關性比絲氨酸蛋白激酶更密切。但是否具有蛋白激酶的活性尚待證實。
催化結構域(catalyticdomain)催化cGMP生成的部位,定位在細胞質部分的羧基端。
cGMP介導的信號轉導
心房促尿鈉排泄因子(atrialnatriureticfector,ANF)類激素的信號是通過鳥苷酸環化酶受體與第二信使cGMP進行信號轉導的。心房促尿鈉排泄肽激素是在血壓升高時,由心房肌細胞分泌的一類肽激素。ANF刺激腎分泌Na+和水,並誘導血管壁中的平滑肌細胞鬆弛,這兩種效應都會降低血壓,分別是通過腎細胞和血管壁平滑肌細胞中的ANF受體介導的。ANF受體是一種單次跨膜蛋白,細胞外結構域有ANFs結合位點,細胞內結構域有鳥苷酸環化酶催化位點(圖5-46),ANF的結合會激活鳥苷酸環化酶產生第二信使cGMP,cGMP同蛋白激酶G結合併使之活化,被激活的蛋白激酶G能夠使一些靶蛋白磷酸化,引起上述對血壓升高的反應,但是其詳細機理仍不清楚。
另外,cGMP在光對視網膜的影響中也有重要作用,cGMP通過對cGMP門控離子通道的通透性的控制,影響光受體細胞的膜電位。