一種酶,兩個訊息物
當 Gq 蛋白被開啟時,它激活細胞膜上的酶磷脂酶 C(PLC)。PLC 做了一件巧妙的事:它把一種膜脂質(稱為 PIP2)一刀切成兩個第二訊息傳遞物。其中一半,肌醇三磷酸(IP3),飄入胞質;另一半,二醯甘油(DAG),則留在膜上。於是細胞透過這一刀,便有了沿兩條不同路線傳播的兩條訊息。
IP3 打開鈣的閘門
IP3 前往內質網——細胞內部的鈣儲庫——並打開那裡的通道。細胞內鈣湧入胞質,其濃度可在不到一秒內驟升十倍以上。鈣本身就是一種強大的第二訊息傳遞物:它觸發平滑肌收縮、腺體分泌和激素釋放,具體取決於組織類型。
這正是為什麼與 Gq 偶聯的受體在血管、氣道和胃腸道中如此重要——在這些部位,收縮是首要的作用。一種激活血管平滑肌上 Gq 受體的藥物會升高鈣、收縮血管;而作用於同一受體的拮抗劑則讓血管鬆弛——你會在許多心血管和呼吸系統藥物背後認出這一邏輯。
DAG 與 PKC:第二條臂膀
與此同時,仍留在膜上的 DAG 招募並激活蛋白激酶 C(PKC)——而當 IP3 釋放的鈣也處於高位時,PKC 工作得最好。於是兩條臂膀相互配合:IP3 提供鈣,DAG 提供膜上的錨定,二者共同把 PKC 完全開啟。如同此前的 PKA,PKC 隨即磷酸化一系列效應器蛋白,在更長的時間尺度上改變細胞行為。
Agonist -> Gq-linked receptor -> Gq ON
Gq -> phospholipase C ON
PIP2 (membrane lipid) cut into TWO messengers:
|-- IP3 (soluble) -> opens ER channels
| -> intracellular calcium SPIKES
| -> contraction / secretion
|-- DAG (membrane) -> activates protein kinase C
+ the high calcium
-> PKC phosphorylates effectors