製造訊息物
當 Gs 蛋白被開啟時,它前往細胞膜上的酶腺苷酸環化酶並將其激活。腺苷酸環化酶取用 ATP——細胞的能量貨幣——將其剪切成環磷酸腺苷(cAMP),這是一種可在胞質中自由擴散的小型環狀分子。cAMP 是經典的第二訊息傳遞物:它把受體的訊息帶入細胞深處。
與之相對的 Gi 蛋白則反其道而行:它抑制腺苷酸環化酶,使 cAMP 水平下降。由於 Gs 和 Gi 朝相反方向推動同一種酶,細胞在任一時刻的 cAMP 水平,都是其表面接收到的激活訊號與抑制訊號之間的即時平衡。
從訊息物到行動:蛋白激酶 A
cAMP 本身並不執行細胞的工作——它的主要任務只有一個:喚醒蛋白激酶 A(PKA)。激酶是一種把磷酸基團連接到其他蛋白質上的酶,而這個小標籤會把那些蛋白質開啟或關閉。當 cAMP 升高時,它釋放出 PKA 的活性核心,後者隨即磷酸化一長串目標蛋白——它們才是細胞真正的效應器。
在心肌細胞中,PKA 磷酸化鈣通道和鈣泵,使細胞收縮得更強、更快——這正是 β腎上腺素受體(一種與 Gs 偶聯的 GPCR)致效劑所實現的效果。在脂肪細胞中,同樣的 PKA 則指示細胞分解儲存的脂肪。一種訊息物、一種激酶,卻有許多組織特異性的結局,因為每種細胞類型擁有一套不同的目標蛋白。
Agonist -> beta-adrenoceptor -> Gs ON
Gs -> adenylyl cyclase ON
ATP -> cAMP (second messenger, rises)
cAMP -> protein kinase A ON
PKA adds phosphate to target proteins
=> stronger, faster heart contraction
(Gi pathway runs the same line in reverse: cAMP falls)