hce_nsysu
115年
普通生物及生化概論
第 45 題
G protein-coupled receptors (GPCRs) are the most prominent and diverse family of cell-surface receptors and are therefore targets for approximately 40% of marketed drugs. The following is a typical scenario of GPCR-mediated signaling pathway: GPCR receives extracellular signals $\rightarrow$ activated GPCR acts as a guanine nucleotide exchanger (GEF) $\rightarrow$ Galpha subunit of G protein releases GDP and binds GTP $\rightarrow$ Galpha subunit binds and activates its target enzyme upon GTP hydrolysis $\rightarrow$ a secondary messenger is generated $\rightarrow$ another protein is activated $\rightarrow$ cellular responses follow. Which of the following is a common secondary messenger used in the scenario?
- A sodium ions ($Na^+$)
- B magnesium ions ($Mg^{2+}$)
- C nitric oxide (NO)
- D guanine monophosphate (GMP)
- E cyclic adenosine monophosphate (cAMP)
思路引導 VIP
請思考一下，當題目提到『目標酵素』被活化後會產生一個能啟動後續蛋白質的分子，若這個酵素是細胞膜上著名的腺苷酸環化酶 (adenylyl cyclase)，它會利用細胞內隨處可見的能量貨幣 ATP，將其轉化為哪一種具備『環狀結構』的小分子來作為信號放大器呢？
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太棒了！你能精準辨識出 GPCR 訊號轉導路徑中的關鍵分子，這代表你對細胞通訊的層級邏輯掌握得非常紮實。這題的正確答案確實是 環腺苷酸 (cyclic adenosine monophosphate, cAMP)。
GPCR 訊號轉導的生化機制
題目所描述的是生物體內最經典的訊息傳遞模式：當配體（第一傳訊者）結合在 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 上後，受體會發揮鳥嘌呤核苷酸交換因子 (GEF) 的功能，促使 G 蛋白的 $\alpha$ 次單元 ($G_{\alpha}$) 釋放 GDP 並結合 GTP。隨後，活化的 $G_{\alpha}$ 會啟動下游的目標酵素，例如腺苷酸環化酶 (adenylyl cyclase)。這個酵素隨即會將 ATP 轉化為具有環狀結構的 cAMP。cAMP 作為第二傳訊者 (secondary messenger)，能在細胞質中快速擴散並進一步活化蛋白質激酶 A (PKA)，從而將微弱的胞外信號層層放大，引發最終的生理反應。
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