Русская Википедия:Гетеротримерный G-белок
Термин «G-белок» без уточнения обычно относится к мембранно-связанным гетеротримерным G-белкам, иногда также называемым большими G-белками (в противоположность меньшим, мономерным так называемым малым ГТФазам). Эти гетеротримерные G-белки активируются при связывании лиганда-агониста с G-связанным метаботропным рецептором. Они состоят из трёх субъединиц, называемых «альфа» (Gα), «бета» (Gβ) и «гамма» (Gγ).[1] Последние две субъединицы βγ диссоциируют совместно при связывании лиганда с рецептором и функционально составляют дуплет, поэтому называются «бета-гамма-комплекс» («βγ-комплекс») или «бета-гамма-димер» («βγ-димер»).
Существует четыре основных семейства G-белков: Gi / Go, Gq, Gs, и G12.[2]
Альфа-субъединица
Шаблон:Основная статья Файл:G-protein interections.png
Субъединица Gα состоит из двух доменов: ГТФазного и α-спирального. Эксперименты, проведённые в 1980-х годах, показали, что очиненные субъединицы Gα могут напрямую активировать эффекторные ферменты. ГТФ-связанная форма α-субъединицы белка трансдуцина (Gt) активирует цГМФ-фосфодиэстеразу зрительных клеток палочек[3], а ГТФ-связанная форма α-субъединицы стимулирующего белка G (Gs) активирует гормон-чувствительную аденилатциклазу[4][5].
Существует по крайней мере 20 различных видов Gα субъединиц, распределённым по четырём разным семействам белков на основании гомологии их первичных последовательностей:[6]
| Семейство G-белков | α-субъединица | Ген | Сигнальный каскад | G-белок-связанные метаботропные рецепторы (примеры) | Эффекты (примеры) |
|---|---|---|---|---|---|
| Семейство ингибиторных Gi | |||||
| Gi/o | Gαi, Gαo | GNAO1, GNAI1, GNAI2, GNAI3 | Ингибирование активности аденилатциклазы, открытие калиевых каналов, закрытие кальциевых каналов | Мускариновые холинорецепторы типов M2 и M4,[7] хемокиновые рецепторы, α2-адренорецепторы, серотониновые рецепторы подтипа 5-HT1, гистаминовые рецепторы подтипа H3 и H4, дофаминовые рецепторы подтипа D2 и подобные | Сокращение гладких мышц, снижение активности нейронов |
| Семейство «зрительных» Gt | Gαt (Трансдуцин) | GNAT1, GNAT2 | Активация фосфодиэстеразы 6 | Родопсин | Передача зрительного сигнала |
| Семейство «вкус-ощущающих» Ggust | Gαgust (Густдуцин) | GNAT3 | Активация фосфодиэстеразы 6 | Вкусовые рецепторы | Передача вкусового сигнала |
| Gz | Gαz | GNAZ | Ингибирование активности аденилатциклазы | ? | Поддержание ионного баланса перилимфатических и эндолимфатических кохлеарных жидкостей. |
| Семейство стимулирующих Gs | |||||
| Семейство стимулирующих Gs | Gαs | GNAS | Активация аденилатциклазы | β-адренорецепторы; Серотониновые рецепторы подтипов 5-HT4, 5-HT6 и 5-HT7; Дофаминовые D1-подобные рецепторы, гистаминовые H2-рецепторы | Повышение частоты сердечных сокращений, расслабление гладких мышц, стимулирование активности нейронов. |
| Семейство «обонятельных» Golf | Gαolf | GNAL | Активация аденилатциклазы | обонятельные рецепторы | Передача обонятельного сигнала |
| Семейство Gq | |||||
| Семейство Gq | Gαq, Gα11, Gα14, Gα15, Gα16 | GNAQ, GNA11, GNA14, GNA15 | Активация фосфолипазы C | α1-адренорецепторы, мускариновые холинорецепторы подтипов M1, M3 и M5,[7] гистаминовые рецепторы подтипа H1, серотониновые рецепторы подтипа 5-HT2 | Сокращение гладких мышц, ток ионов кальция |
| Семейство G12/13 | |||||
| Семейство G12/13 | Gα12, Gα13 | GNA12, GNA13 | Активация Rho семейства ГТФаз | Изменения цитоскелета клетки, сокращение гладких мышц | |
Бета-гамма-димер
Бета- и гамма-субъединицы G-белка тесно связаны друг с другом, и их называют бета-гамма-комплекс. После активации G-белок-связанного рецептора Gβγ-димер диссоциирует из связи с Gα-субъединицей после того, как Gα-субъединица произведёт гидролиз ГТФ до ГДФ.
Функция
Свободный Gβγ-димер может работать как эффекторная молекула сам по себе, может активировать другие системы вторичных посредников или может открывать и закрывать ионные каналы.
Например, Gβγ-димер, связанный с гистаминовыми H1-рецепторами, может после диссоциации активировать фосфолипазу A2, что приводит к образованию арахидоновой кислоты. В то же время Gβγ-димер, связанный с мускариновыми холинорецепторами, может непосредственно открывать G-связанные калиевые каналы внутреннего выпрямления, а Gβγ-димер, связанный с гистаминовыми H3-рецепторами, может открывать кальциевые каналы L-типа.
Примечания
Ссылки
Литература
- Kostenis, E., Pfeil, E. M., & Annala, S. (2020). Heterotrimeric Gq proteins as therapeutic targets?. Journal of Biological Chemistry, 295(16), 5206-5215. Шаблон:PMID Шаблон:PMC Шаблон:DOI
