GPCR-mekanism: Neurotransmittorer och luktreceptorer aktiverar G-proteiner för att modulera adenylatcyklas, PLC och jonkanaler

G-protein kopplade receptorer (GPCRs) är den största receptorsuperfamiljen. Neurotransmittorer (dopamin, serotonin, acetylkolin, GABA, glutamat, etc.) och luktämnen binder till specifika GPCRs, initierar kanonisk signalering:

1. Ligandbindning → konformationell förändring i GPCR.
2. Gα-delutbyter GDP för GTP, dissocierar från Gβγ.
3. Gα och Gβγ reglerar effekter:
   • Gα_s → stimulerar adenylatcyklas → ↑cAMP → PKA.
   • Gα_i/o → hämmar adenylatcyklas → ↓cAMP.
   • Gα_q/11 → aktiverar PLCβ → IP₃/DAG → Ca²⁺ frigivning, PKC-aktivering.
   • Gβγ → modulerar jonkanaler (GIRK, Ca_v), PI3K, GRKs.
4. Signalavslutning: GTP-hydrolys, GRK-fosforylering, β-arrestinbindning, internalisering.

Luktspecifika aspekter

Luktämnen binder luktreceptorer (ORs, klass A GPCRs) på cilia hos luktkänsliga neuroner → G_olf (Gα_s-liknande) → cAMP → öppnar cykliska nukleotid-gated (CNG) kanaler → depolarisering → aktionspotentialer till luktbulben.

Universalitet

Samme mekanism ligger till grund för syn (rhodopsin), smak (T1R/T2R) och de flesta hormonella/neurotransmittor signaleringar.