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Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch15. signal transduction and G protein coupled receptors

"Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch15. signal transduction and G protein coupled receptors"에 대한 내용입니다.
31 페이지
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최초등록일 2025.06.27 최종저작일 2025.06
Lodish 분자세포생물학 세포생물학 분자생물학
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Lodish 분자세포생물학 정리노트 Ch15. signal transduction and G protein coupled receptors
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    • 🧬 분자세포생물학의 복잡한 신호전달 메커니즘을 상세히 설명
    • 🔬 G 단백질 수용체의 구조와 작동 원리를 체계적으로 정리
    • 📊 다양한 세포 신호전달 경로의 실험적 연구 방법 제시

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    목차

    없음

    본문내용

    15.1 Signal Transduction: From Extracellular Signal to Cellular Response
    Signaling Molecules(=리간드) Can Act Locally or at a Distance
    Endocrine system(원거리 신호)
    Signaling molecules가 신호 전달 first messenger
    호르몬은 혈관에 의해 원거리 운반된다 → target cell의 ligand에 부착됨
    Paracrine system(근거리 신호 ~ 바로 옆 세포)
    바로 옆에 있는 세포에 molecule을 전달한다→인접세포에 영향을 줌
    Autocrine system(자기 자신을 조절)
    주로 종양에서 관찰됨 → 자신이 분비한 물질을 스스로 인식
    Membrane-bound signaling proteins
    물리적 연결~구조변화에 의한 조절
    ECM matrix ~ growth factor를 이용한다
    paracrine의 substrate를 분비하면 그것을 받아들인다

    Receptors Bind Only a Single Type of Hormone or a Group of
    Closely Related Hormones
    Molecular complementary (= binding affinity, 결합 친화도)
    How ligands fit to the binding site of the receptor?

    Protein Kinases and Phosphatases Are Employed in Many Signaling Pathways
    단백질 구성요소 변화는 단백질 안정화와 관련있다 → 구조가 바뀌면 기능이 바뀐다
    전제: pH는 그대로 → pH 변화는 Conformation Change를 유발한다
    Kinase : Ser/Thr Kinase 또는 Tyr Kinase 존재 → Phosphorylation과 연관

    참고자료

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  • AI와 토픽 톺아보기

    • 1. 신호전달 기본 원리
      신호전달은 세포 간 통신의 핵심 메커니즘으로, 외부 자극을 내부 반응으로 변환하는 과정입니다. 리간드-수용체 결합에서 시작하여 신호 증폭, 전달, 종료에 이르는 일련의 과정은 생명 현상의 기본을 이룹니다. 특히 신호전달의 특이성과 신속성은 세포가 환경 변화에 정확하게 대응할 수 있게 해줍니다. 이러한 기본 원리를 이해하는 것은 질병 메커니즘 규명과 신약 개발에 매우 중요하며, 신호전달 경로의 오류가 암, 당뇨병 등 다양한 질병을 야기할 수 있다는 점에서 그 중요성이 더욱 강조됩니다.
    • 2. G 단백질 결합 수용체(GPCR) 구조와 기능
      GPCR은 세포막을 관통하는 7개의 나선형 구조를 가진 가장 큰 수용체 군으로, 인간 게놈의 약 2%를 차지합니다. 이들은 호르몬, 신경전달물질, 빛, 냄새 등 다양한 신호를 감지하며, G 단백질을 매개로 세포 내 신호를 전달합니다. GPCR의 구조적 다양성과 기능적 유연성은 약물 개발의 주요 표적이 되어 현재 사용 중인 의약품의 약 30-40%가 GPCR을 겨냥하고 있습니다. 최근 크라이오-EM 기술을 통한 GPCR의 고해상도 구조 규명은 더욱 정교한 약물 설계를 가능하게 하고 있습니다.
    • 3. 로돕신과 빛 감지 신호전달
      로돕신은 망막의 간상세포에서 빛을 감지하는 GPCR로, 시각 신호전달의 첫 단계를 담당합니다. 레티날이라는 색소 분자가 빛을 흡수하면 로돕신의 구조가 변화하여 G 단백질(트랜스듀신)을 활성화시키고, 이는 연쇄적인 신호 증폭을 통해 극도로 민감한 빛 감지를 가능하게 합니다. 이러한 신호전달 메커니즘은 매우 효율적이어서 단 하나의 광자도 감지할 수 있으며, 이는 신호전달 시스템의 정교함을 보여주는 좋은 예입니다. 로돕신 연구는 망막변성질환 이해와 치료법 개발에도 중요한 역할을 하고 있습니다.
    • 4. cAMP-PKA 신호전달 경로
      cAMP-PKA 경로는 호르몬 신호전달의 고전적이면서도 가장 중요한 경로 중 하나입니다. 에피네프린이나 글루카곤 같은 호르몬이 GPCR에 결합하면 G 단백질을 통해 아데닐릴 사이클레이스가 활성화되어 cAMP를 생성하고, 이는 PKA를 활성화시켜 다양한 단백질을 인산화합니다. 이 경로는 신호 증폭의 좋은 예로, 하나의 호르몬 분자가 수천 개의 cAMP 분자를 생성하고, 각 PKA가 여러 기질을 인산화함으로써 신호가 크게 증폭됩니다. 이러한 메커니즘은 에너지 대사 조절, 유전자 발현 변화 등 다양한 세포 반응을 조절하는 데 필수적입니다.
    • 5. 칼슘 신호전달과 IP3 경로
      칼슘은 세포 내 신호전달의 가장 중요한 이온 메신저로, IP3 경로는 세포질 칼슘 농도를 조절하는 주요 메커니즘입니다. 리간드가 수용체에 결합하면 포스포리파제 C가 활성화되어 PIP2를 분해하고, 생성된 IP3는 소포체의 IP3 수용체를 통해 칼슘 방출을 유도합니다. 칼슘은 근육 수축, 신경전달물질 분비, 유전자 발현 조절 등 매우 다양한 세포 기능을 제어하며, 칼슘 신호의 시공간적 패턴은 특정 유전자의 선택적 활성화를 가능하게 합니다. 칼슘 신호전달의 이상은 신경퇴행성질환, 심장질환 등 여러 질병과 관련되어 있어 치료 표적으로서의 가치가 높습니다.

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