Interested Article - Гетеротримерный G-белок

ashanti
  • 2021-12-12
  • 1

Этот гетеротримерный G-белок изображён вместе с его теоретическими липидными якорями. ГДФ изображена чёрным цветом, α-субъединица — жёлтым, βγ-димер — голубым, мембрана — серым.
Трёхмерная структура гетеротримерного G-белка

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» (G α ), «бета» (G β ) и «гамма» (G γ ). 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: G i / G o , G q , G s , и G 12 .

Альфа-субъединица

Субъединица G α состоит из двух доменов: ГТФазного и α-спирального . Эксперименты, проведённые в 1980-х годах, показали, что очиненные субъединицы G α могут напрямую активировать эффекторные ферменты. ГТФ-связанная форма α-субъединицы белка трансдуцина (G t ) активирует цГМФ-фосфодиэстеразу зрительных клеток палочек , а ГТФ-связанная форма α-субъединицы стимулирующего белка G (G s ) активирует гормон-чувствительную аденилатциклазу .

Существует по крайней мере 20 различных видов G α субъединиц, распределённым по четырём разным семействам белков на основании гомологии их первичных последовательностей:

Семейство G-белков α-субъединица Ген Сигнальный каскад G-белок-связанные метаботропные рецепторы (примеры) Эффекты (примеры)
Семейство ингибиторных G i
G i/o G αi , G αo GNAO1, GNAI1, GNAI2, GNAI3 Ингибирование активности аденилатциклазы , открытие калиевых каналов , закрытие кальциевых каналов Мускариновые холинорецепторы типов M 2 и M 4 , хемокиновые рецепторы, α 2 -адренорецепторы , серотониновые рецепторы подтипа 5-HT1 , гистаминовые рецепторы подтипа H 3 и H 4 , дофаминовые рецепторы подтипа D 2 и подобные Сокращение гладких мышц , снижение активности нейронов
Семейство «зрительных» G t G αt (Трансдуцин) GNAT1, GNAT2 Активация фосфодиэстеразы 6 Родопсин Передача зрительного сигнала
Семейство «вкус-ощущающих» G gust G αgust (Густдуцин) GNAT3 Активация фосфодиэстеразы 6 Вкусовые рецепторы Передача вкусового сигнала
G z G αz GNAZ Ингибирование активности аденилатциклазы ? Поддержание ионного баланса перилимфатических и эндолимфатических кохлеарных жидкостей.
Семейство стимулирующих G s
Семейство стимулирующих G s G αs GNAS Активация аденилатциклазы β-адренорецепторы ; Серотониновые рецепторы подтипов 5-HT 4 , 5-HT 6 и 5-HT 7 ; Дофаминовые D 1 -подобные рецепторы, гистаминовые H 2 -рецепторы Повышение частоты сердечных сокращений , расслабление гладких мышц , стимулирование активности нейронов .
Семейство «обонятельных» G olf G αolf GNAL Активация аденилатциклазы обонятельные рецепторы Передача обонятельного сигнала
Семейство G q
Семейство G q G αq , G α11 , G α14 , G α15 , G α16 GNAQ, GNA11, GNA14, GNA15 Активация фосфолипазы C α 1 -адренорецепторы , мускариновые холинорецепторы подтипов M 1 , M 3 и M 5 , гистаминовые рецепторы подтипа H 1 , серотониновые рецепторы подтипа 5-HT 2 Сокращение гладких мышц, ток ионов кальция
Семейство G 12/13
Семейство G 12/13 G α12 , G α13 GNA12, GNA13 Активация Rho семейства ГТФаз Изменения цитоскелета клетки, сокращение гладких мышц

Бета-гамма-димер

Основная статья: Бета-гамма-димер G-белка

Бета- и гамма-субъединицы G-белка тесно связаны друг с другом, и их называют бета-гамма-комплекс . После активации G-белок-связанного рецептора G βγ -димер диссоциирует из связи с G α -субъединицей после того, как G α -субъединица произведёт гидролиз ГТФ до ГДФ .

Функция

Свободный G βγ -димер может работать как эффекторная молекула сам по себе, может активировать другие системы вторичных посредников или может открывать и закрывать ионные каналы .

Например, G βγ -димер, связанный с гистаминовыми H 1 -рецепторами, может после диссоциации активировать фосфолипазу A2, что приводит к образованию арахидоновой кислоты . В то же время G βγ -димер, связанный с мускариновыми холинорецепторами , может непосредственно открывать G-связанные калиевые каналы внутреннего выпрямления , а G βγ -димер, связанный с гистаминовыми H 3 -рецепторами, может открывать кальциевые каналы L-типа.

Примечания

  1. Hurowitz E.H., Melnyk J.M., Chen Y.J., Kouros-Mehr H., Simon M.I., Shizuya H;. Genomic characterization of the human heterotrimeric G protein alpha, beta, and gamma subunit genes (англ.) // (англ.) (: journal. — 2000. — Vol. 7 , no. 2 . — P. 111—120 . — doi : . — .
  2. Ellis, Claire. (англ.) // Nature Reviews Drug Discovery : journal. — 2004. — July (vol. 3 , no. 7). — P. 577—626 . — doi : . 23 мая 2008 года.
  3. Fung, BKK; Hurley, JB; Stryer, L. Flow of information in the light-triggered cyclic nucleotide cascade of vision (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1981. — Vol. 78 , no. 1 . — P. 152—156 . — doi : . — . — PMC .
  4. Cerione, RA; Sibley, DR; Codina, J; Benovic, JL; Winslow, J; Neer, EJ; Birnbaumer, L; Caron, MG; Lefkowitz, RJ ; and others et al. Reconstitution of a hormone-sensitive adenylate cyclase system. The pure beta-adrenergic receptor and guanine nucleotide regulatory protein confer hormone responsiveness on the resolved catalytic unit (англ.) // Journal of Biological Chemistry : journal. — 1984. — Vol. 259 , no. 16 . — P. 9979—9982 . — .
  5. May, DC; Ross, EM; Gilman, AG; Smigel, M.D. Reconstitution of catecholamine-stimulated adenylate cyclase activity using three purified proteins (англ.) // Journal of Biological Chemistry : journal. — 1985. — Vol. 260 , no. 29 . — P. 15829—15833 . — .
  6. Strathmann M.P., Simon MI; Simon. G alpha 12 and G alpha 13 subunits define a fourth class of G protein alpha subunits (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 1991. — Vol. 88 , no. 13 . — P. 5582—5586 . — doi : . — . — PMC .
  7. ↑ Kou Qin, Chunmin Dong, Guangyu Wu & Nevin A Lambert; Dong; Wu; Lambert. (англ.) // Nature Chemical Biology : journal. — 2011. — August (vol. 7 , no. 11). — P. 740—747 . — doi : . — . — PMC . 22 января 2016 года.

Ссылки

Литература

  • Kostenis, E., Pfeil, E. M., & Annala, S. (2020). Heterotrimeric Gq proteins as therapeutic targets?. Journal of Biological Chemistry, 295(16), 5206-5215. PMID PMC doi :

ashanti
  • 2021-12-12
  • 1

Same as Гетеротримерный G-белок

The title for the last searches