拆阅信件

    在很多情况下信使分子并不进入细胞内。细胞表面的受体分子将接过“信件”，“信件”将被一系列分子从细胞外传递到细胞内。G蛋白（蛋白质数据库检索号：lgg2）是这一系列传递活动的核心。G蛋白体系是我们细胞里的消息传递中最常见的。数千种和G蛋白偶联的分子受体分子已经被找到，每一种将传递特定的内容。一些受体识别荷尔蒙并引起新陈代谢的变化，其它的则负责在神经系统中传导信息。我们的视觉同样要依靠光敏感的G蛋白系统，而千余种识别不同气味的受体分子则为我们提供了嗅觉能力。它们使用了一套相似的过程，就是受体接受信息，G蛋白把它传递到细胞内。

G蛋白里“G”的意义

    G蛋白是利用GDP（二磷酸鸟苷——译者注）（图中紫色的部分）来控制信息的传递的分子开关。结合着GDP的G蛋白是不活跃的。当GDP的被GTP（三磷酸鸟苷，是在GDP基础上进一步磷酸化的产物。GTP失去一分子磷酸并释放能量即被还原成GDP，此反应经常在分子调控中出现。——译者注）取代后，G蛋白就可以传递信息了，在下一页您将看到整个流程。G蛋白形式多样，大部分传递信息，但有些G蛋白则在诸如能量合成等其它工作中发挥重要作用。这里展示的是在术语上称为heterotrimeric G蛋白的分子，因为它们由三条分子链构成：α链(茶色)、β链（蓝色）和γ链（绿色）。这从中红色的部分是在α链/亚基表面的对信号传递起重要作用的部分。

拥抱细胞膜

   G蛋白和细胞膜内侧相接，使它们和它们的受体紧紧在一起。一些膜脂分子（形成细胞膜的分子——译者注）被束缚在蛋白质穿过细胞膜链上（如右上方的图），它们共同把G蛋白固定在那里。但是，不要试图在图上找到那些膜脂，因为为了制备可以测量结构的结晶，它们被剔除了。

G蛋白在遭受攻击

   由于G蛋白在信息传递工作中扮演了核心角色，它也因此成为各种药品和毒素攻击的对象。许多市场上销售的药品，如Claritin和Prozac，甚至诸如海洛因、可卡因、大麻等一些神经毒品都通过G蛋白途径发挥作用。霍乱病菌则分泌毒素直接攻击G蛋白的核苷位点，这个修饰造成G蛋白的持续兴奋，这导致肠细胞水平衡被打破，人会因此迅速脱水并大量失去盐份。

再现信息的传递

    G蛋白在细胞膜内传递信息。当一个特定的荷尔蒙或神经递质（比如肾上腺素）结合到受体上后，受体被激活。受体的分子形状改变了，它得以结合到G蛋白上。这导致了G蛋白释放GDP并和GTP结合。GTP（图上显示为红色）引发了一系列变形反应，G蛋白因此分裂成两部分。α亚基成为自由亚基，和结合在它上面的GTP一起沿着细胞膜移动并最终和腺苷酸环化酶结合，苷酸环化酶被激活。活跃的苷酸环化酶生产出大量可以在细胞内传递信息的环腺苷酸（cAMP）。同时结合在α亚基上的GTP将变成GDP，G蛋白将回到不活跃状态。
    这个过程最大的优点在于信号被放大了。这个信息传递链可以指示出，单个分子可以因此诱生大量的环腺苷酸分子。通过和一个酶形成联盟，一个胞外的弱信号可以在细胞内转换成强信号。
    当您自己来看这些结构的时候，请记着：在这个有趣的过程中的每一个结构都是可见的，但是您仍需要重建整个传导过程。出现在图中的四个蛋白质结构分别来蛋白质全球数据库自1f88, 1got, 1cul, 和 1tbg号资料。这些结构并不是和肾上腺素结合的蛋白，但它们可以给出这个过程的大致情况。

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探索结构

    G蛋白利用GTP作为自己的开关。在活跃的形式里（右图上），GTP最后的一个磷酸基和蛋白质表面的凹陷结合，非常牢固。GTP以球体表示，而凹陷则着以红色。当GTP转化成GDP，由于磷酸基团脱落了，它无法再和这个凹陷结合。这样就形成了一个松散结构的不活跃三聚体，如在数据库中1gg2号记录的情况。
    同时，请花些时间关注β亚基，如数据库的1gg2、1got 或者1tbg号记录。如果您画沿着它的结构进行绘画或作图，您会发现它形成了一个漂亮的螺旋状结构（右图）。