Heterotrimeryczne białko G - Heterotrimeric G protein

Heterotrimeryczna GTPaza białka G
Identyfikatory
Nr WE 3.6.5.1
Nr CAS 9059-32-9
Bazy danych
IntEnz Widok IntEnz
BRENDA Wpis BRENDY
ExPASy Widok NiceZyme
KEGG Wpis KEGG
MetaCyc szlak metaboliczny
PRIAM profil
Struktury WPB RCSB PDB PDBe Suma PDB
Ontologia genów AmiGO / QuickGO
To heterotrimeryczne białko G jest zilustrowane jego teoretycznymi kotwicami lipidowymi. PKB jest czarny. Łańcuch alfa jest żółty. Łańcuchy beta i gamma są niebieskie.
Struktura 3D heterotrimerycznego białka G

Heterotrimeryczne białko G , czasami określane również jako „duże” białka G (w przeciwieństwie do podklasy mniejszych, monomerycznych małych GTPaz ) to związane z błoną białka G, które tworzą kompleks heterotrimeryczny . Największa różnica między niestrukturalne heterotrymerycznego białka G i monomerycznej jest heterotrimerycznych białka wiążą się ze swoimi receptorami na powierzchni komórek, zwanych receptorów sprzężonych z białkiem G , bezpośrednio. Te białka G składają się z alfa (a), beta (β) i gamma (gamma) podjednostek. Podjednostka alfa jest przyłączona do GTP lub GDP, który służy jako przełącznik on-off do aktywacji białka G.

Gdy ligandy wiążą GPCR, GPCR nabywa zdolność GEF ( czynnik wymiany nukleotydów guaninowych ), która aktywuje białko G poprzez wymianę GDP na podjednostce alfa na GTP. Wiązanie GTP z podjednostką alfa powoduje zmianę strukturalną i jego dysocjację od reszty białka G. Ogólnie podjednostka alfa wiąże białka efektorowe związane z błoną w kaskadzie sygnalizacyjnej w dół, ale kompleks beta-gamma może również pełnić tę funkcję. Białka G biorą udział w takich szlakach jak szlak cAMP/PKA, kanały jonowe, MAPK, PI3K.

Istnieją cztery główne rodziny białek G: Gi/Go , Gq , Gs i G12/13 .

podjednostki alfa

Główny artykuł: podjednostka G alfa
Rola białka G w szlaku aktywacji receptora sprzężonego z białkiem G

Eksperymenty z rekonstytucją przeprowadzone na początku lat 80. wykazały, że oczyszczone podjednostki G α mogą bezpośrednio aktywować enzymy efektorowe. Postać GTP z podjednostki a o transducyna (G , T ) aktywuje cykliczny GMP fosfodiesterazy z siatkówki zewnętrznych segmentów pręcika, i formy GTP podjednostki alfa stymulacyjnej białkiem G (G s ) aktywuje hormonowrażliwego cyklazę adenylanową. W tej samej tkance współistnieje więcej niż jeden typ białka G. Na przykład w tkankach tłuszczowych dwa różne białka G z wymiennymi kompleksami beta-gamma są używane do aktywacji lub hamowania cyklazy adenylylowej. A podjednostka białka G pobudzającego aktywowane receptory hormonów pobudzające mogą pobudzać cyklazę adenylową, co aktywuje cAMP stosowane do niżej kaskad sygnałowych. Z drugiej strony podjednostka alfa hamującego białka G aktywowana przez receptory hormonów hamujących może hamować cyklazę adenylylową, która blokuje dalsze kaskady sygnałowe.

G a podjednostki składają się z dwóch domen, jednej domeny GTPazy, i alfa helisy domeny.

Istnieje co najmniej 20 różnych podjednostek G α , które są podzielone na cztery główne grupy. Ta nomenklatura opiera się na ich homologiach sekwencji:

Rodzina białek G podjednostka α Gen Transdukcja sygnału Zastosowanie/Receptory (przykłady) Efekty (przykłady)
G i -family ( Interpro :  IPR001408 )
G i/o α i , α o GNAO1 , GNAI1 , GNAI2 , GNAI3 Hamowanie cyklazy adenylanowej , otwieranie kanałów K + (poprzez podjednostki β/γ), zamykanie kanałów Ca 2+ Muskarynowy M 2 i M 4 , receptory chemokin , a 2 -Adrenoreceptors , serotoniny 5-HT 1 receptory histaminowe H 3 i H 4 , dopaminowych D 2 -jak receptory typu 2 receptorów kanabinoidowych (CB2) Skurcz mięśni gładkich, obniżenie aktywności neuronalnej, wydzielanie interleukiny przez ludzkie leukocyty
G t α T ( transducyna ) GNAT1 , GNAT2 Aktywacja fosfodiesterazy 6 Rodopsyna Wizja
G podmuch podmuch alfa ( Gustducin ) GNAT3 Aktywacja fosfodiesterazy 6 Receptory smaku Smak
G z α z GNAZ Hamowanie cyklazy adenylanowej Płytki krwi Utrzymanie równowagi jonowej płynów ślimakowych okołolimfatycznych i endolimfatycznych.
Rodzina G s ( InterPro :  IPR000367 )
G s α s GNAS Aktywacja cyklazy adenylanowej beta-adrenoreceptory ; Serotonina 5-HT 4 , 5-HT 6 i 5-HT 7 ; Dopaminowych D 1 -podobnych receptory histaminowe H 2 , receptorów kannabinoidowych typu 2 Zwiększ tętno, rozluźnienie mięśni gładkich, stymulacja aktywności neuronalnej, wydzielanie interleukiny przez ludzkie leukocyty;
G olf α olf GNAL Aktywacja cyklazy adenylanowej receptory węchowe Zapach
Rodzina G q ( InterPro :  IPR000654 )
G q α q , α 11 , α 14 , α 15 , α 16 GNAQ , GNA11 , GNA14 , GNA15 Aktywacja fosfolipazy C α 1 -Adrenoreceptors , Muskarynowy M 1 M 3 , a M 5 , histaminy H 1 , serotoniny 5-HT 2 receptory Skurcz mięśni gładkich, przepływ Ca 2+
G 12/13 - rodzina ( InterPro :  IPR000469 )
G 12/13 α 12 , α 13 GNA12 , GNA13 Aktywacja rodziny GTPaz Rho Funkcje cytoszkieletu, Skurcz mięśni gładkich

Kompleks beta-gamma G

Główny artykuł: kompleks beta-gamma G

Podjednostki β i γ są ze sobą ściśle związane i są określane jako kompleks G beta-gamma . Zarówno podjednostki beta, jak i gamma mają różne izoformy, a niektóre kombinacje izoform powodują dimeryzację, podczas gdy inne kombinacje nie. Na przykład beta1 wiąże obie podjednostki gamma, podczas gdy beta3 nie wiąże żadnej. Po aktywacji GPCR kompleks G βγ jest uwalniany z podjednostki G α po wymianie GDP-GTP.

Funkcjonować

Wolny kompleks G βγ może sam działać jako cząsteczka sygnalizacyjna, aktywując inne wtórne przekaźniki lub bezpośrednio bramkując kanały jonowe .

Na przykład, G βγ skomplikowane, gdy są związane z histaminowych receptorów, mogą aktywować fosfolipazy A 2 . Kompleksy G βγ związane z muskarynowymi receptorami acetylocholiny , z drugiej strony, bezpośrednio otwierają połączone z białkiem G do wewnątrz rektyfikujące kanały potasowe (GIRK). Gdy acetylocholina jest ligandem zewnątrzkomórkowym na szlaku, komórka serca ulega normalnej hiperpolaryzacji, aby zmniejszyć skurcz mięśnia sercowego. Kiedy substancje takie jak muskaryn działają jak ligandy, niebezpieczna hiperpolaryzacja prowadzi do halucynacji. Dlatego prawidłowe funkcjonowanie G βγ odgrywa kluczową rolę w naszym samopoczuciu fizjologicznym. Ostatniej operacji aktywuje kanały wapniowe typu L , jak w H 3 farmakologii receptora .

Bibliografia

Zewnętrzne linki