Гетеротримерный G -белок
| Гетеротримерный G-белок GTPase | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| ЕС №. | 3.6.5.1 | ||
| CAS №. | 9059-32-9 | ||
| Базы данных | |||
| Intenz | Intenz View | ||
| Бренда | Бренда вход | ||
| Расширение | Вид Nicezyme | ||
| Кегг | Кегг вход | ||
| Метатический | Метаболический путь | ||
| Напрямую | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBE PDBSUM | ||
| Джин Онтология | Друг / Quickgo | ||
| |||
Гетеротримерный G-белок , также иногда называемый «большими» G-белками (в отличие от подкласса более мелких мономерных малых GTPases ) являются мембранами G-белками , которые образуют гетеротримерный комплекс. Самая большая неструктурная разница между гетеротримерным и мономерным G-белком заключается в том, что гетеротримерные белки связываются с их рецепторами клеточной поверхности, называемых GP-рецепторами (GPCR), непосредственно. Эти G -белки состоят из альфа (α), бета (β) и гамма (γ) субъединиц . [ 1 ] Альфа-субъединица прикреплена либо к GTP, либо к ВВП, который служит выключателем для активации G-белка.
Когда лиганды связывают GPCR, GPCR приобретает способность GEF ( гуанинового нуклеотидного обмена ), которая активирует G-белок, обменивая ВВП на альфа- субъединице на GTP. Связывание GTP с альфа- субъединицей приводит к структурному изменению и его диссоциации от остальной части G-белка. Как правило, альфа- субъединица связывает мембранные эффекторные белки для сигнального каскада нижнего погружения, но бета-гамма-комплекс также может выполнять эту функцию. G-белки участвуют в таких путях, как путь Camp/PKA, ионные каналы, MAPK, PI3K.
Существует четыре основных семейства G -белков: GI/GO , GQ , GS и G12/13 . [ 2 ]
Альфа -субъединицы
[ редактировать ]
Эксперименты по восстановлению, проведенные в начале 1980 -х годов, показали, что очищенные субъединицы G α могут непосредственно активировать эффекторные ферменты. Форма GTP α -субъединицы трансдуцина (G T ) активирует циклическую GMP -фосфодиэстеразу из наружных сегментов сетчатки сетчатки, [ 3 ] и форма GTP α-субъединицы стимулирующего G-белка (G S ) активирует гормон-чувствительную аденилатциклазу. [ 4 ] [ 5 ] Более одного типа G-белка сосуществуют в одной и той же ткани. Например, в жировых тканях два разных G-белка с взаимозаменяемыми бета-гамма-комплексами используются для активации или ингибирования аденилилуциклазы. Альфа -субъединица стимулирующего G -белка, активируемого рецепторами для стимулирующих гормонов , может стимулировать аденилилуциклазу, которая активирует цАМФ, используемый для сигнальных каскадов нижестоящих направлений. В то время как, с другой стороны, альфа -субъединица ингибирующего G -белка, активируемого рецепторами ингибирующих гормонов, может ингибировать аденилилуциклазу, которая блокирует сигнальные каскады ниже по течению.
G Субъединицы состоят из двух доменов, домена GTPase и альфа-спирального домена.
Существуют как минимум 20 различных субъединиц G α , которые разделены на четыре основных группа. Эта номенклатура основана на их гомологии последовательности: [ 6 ]
| Семья G-белок | α-субъединица | Ген | Сигнальная трансдукция | Использование/рецепторы (примеры) | Эффекты (примеры) |
|---|---|---|---|---|---|
| G i -family ( InterPro : IPR001408 ) | |||||
| GВетер | α I , α O | GNAO1 , GNAI1 , GNAI2 , GNAI3 | Ингибирование аденилатциклазы , открывает k + -Санны (через субъединицы β/γ) закрывают CA 2+ -Санны | Мускариновый М 2 и М 4 , [ 7 ] Хемокиновые рецепторы , α 2 -Адренорецепторы , серотонин 5 -HT 1 -рецепторы, гистамин H 3 и H 4 , дофамин D 2 -подобные рецепторы, каннабиноидные рецепторы типа 2 (CB2) [ 8 ] | Сокращение гладких мышц, депрессивная нейрональная активность, секреция интерлейкина лейкоцитами [ 8 ] |
| Г -н | α T ( трансдуцин ) | Gnat1 , Gnat2 | Активация фосфодиэстеразы 6 | Родопсин | Зрение |
| G порыв | α -порыв ( густдуцин ) | Gnat3 | Активация фосфодиэстеразы 6 | Вкус рецепторы | Вкус |
| Г Z. | a z | Гназ | Ингибирование аденилатциклазы | Тромбоциты | Поддержание ионного баланса перилимфатических и эндолимфатических кохлеарных жидкостей. |
| G S -семья ( InterPro : IPR000367 ) | |||||
| Громко | как | Гни | Активация аденилатциклазы | Бета-адренорецепторы ; Серотонин 5-HT 4 , 5-HT 6 и 5-HT 7 ; Дофамин D 1 -подобные рецепторы, гистамин H 2 , вазопрессин V2, каннабиноидные рецепторы типа 2 [ 8 ] | Увеличение частоты сердечных сокращений, релаксация гладких мышц, стимулировать нейрональную активность, секрецию интерлейкина лейкоцитами [ 8 ] |
| G olf | Ольф | GNAL | Активация аденилатциклазы | обонятельные рецепторы , дофамин D 1 -подобные рецепторы [ 9 ] | Запах |
| G Q -семья ( InterPro : IPR000654 ) | |||||
| G Q. | A Q , A 11 , A 14 , A 15 , A 16 | GNAQ , GNA11 , GNA14 , GNA15 | Активация фосфолипазы С | α 1 -adrenoreceptors , мускариновые M 1 , M 3 и M 5 , [ 7 ] Гистамин H 1 , серотонин 5-HT 2 , рецепторы вазопрессина V1 | Сжатие гладких мышц, ca 2+ поток |
| G 12/13 -семья ( InterPro : IPR000469 ) | |||||
| G 12/13 | 12 , 13 | GNA12 , GNA13 | Активация семейства Rho GTPase | Функции цитоскелета, сокращение гладких мышц | |
G Бета-Гамма Комплекс
[ редактировать ]Субъединицы β и γ тесно связаны друг с другом и называются G-бета-гамма-комплексом G. Как бета , так и гамма -субъединицы имеют разные изоформы, а некоторая комбинация изоформ приводит к димеризации, а другие комбинации - нет. Например, Beta1 связывает обе гамма -субъединицы, в то время как Beta3 не связывает ни одного. [ 10 ] После активации GPCR комплекс G βγ высвобождается из субъединицы G α после обмена GDP-GTP.
Функция
[ редактировать ]Свободный комплекс G βγ может действовать как сама сигнальная молекула, путем активации других вторых мессенджеров или путем непосредственного управляющего ионных каналов .
Например, комплекс G βγ , когда он связан с гистаминовыми рецепторами, может активировать фосфолипазу A 2 . Комплексы G βγ , связанные с мускариническими ацетилхолиновыми рецепторами, с другой стороны, непосредственно открывают G-белок, связанные с внутренним выпрямляющим калиевым калиевым калиевым калиевым калиевым калиевым калиетом (Girks). [ 11 ] Когда ацетилхолин является внеклеточным лигандом в пути, сердечные клеточные клетки, обычно, обычно уменьшают сокращение сердечных мышц. Когда такие вещества, как мускарин, действуют как лиганды, опасное количество гиперполяризации приводит к галлюцинации. Следовательно, правильное функционирование G βγ играет ключевую роль в нашем физиологическом благополучии. Последней функцией является активация кальциевых каналов L-типа , как в H 3 фармакологии рецептора .
Гетеротримерные G-белок в растениях
[ редактировать ]Гетеротримерная передача сигналов G-белка в растениях отклоняется от модели метазоа на различных уровнях. Например, наличие сверхуровневой Glpha, потеря Galpha и регулятор передачи сигналов G-белка (RGS) во многих растительных линиях. [ 12 ] Кроме того, G-белки не являются необходимыми для выживания у двудольных растений, в то время как они необходимы для выживания монокотидочных растений.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Hurowitz EH, Melnyk JM, Chen YJ, Kouros-Mehr H, Simon Mi, Shizuya H (апрель 2000 г.). «Геномная характеристика человеческого гетеротримерного G -белка Alpha, бета и гамма -субъединичных генов» . ДНК -исследования . 7 (2): 111–20. doi : 10.1093/dnares/7.2.111 . PMID 10819326 .
- ^ Природные обзоры наркотиков Discovery GPCR Анкета Участники (июль 2004 г.). «Состояние исследования GPCR в 2004 году». Природные обзоры. Открытие наркотиков . 3 (7) (3 изд.): 575, 577–626. doi : 10.1038/nrd1458 . PMID 15272499 . S2CID 33620092 .
- ^ Fung BK, Hurley JB, Stryer L (январь 1981 г.). «Поток информации в циклическом нуклеотидном каскаде визуального каскада» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 78 (1): 152–6. Bibcode : 1981pnas ... 78..152f . doi : 10.1073/pnas.78.1.152 . PMC 319009 . PMID 6264430 .
- ^ Cerione RA, Sibley DR, Codina J, Benovic JL, Winslow J, Neer EJ, Birnbaumer L, Caron MG, Lefkowitz RJ, et al. (Август 1984 г.). «Восстановление чувствительной к гормонам аденилатциклазной системы. Чистый бета-адренергический рецептор и гуаниновый нуклеотидный регуляторный белок придают реакцию гормона на разрешенную каталитическую единицу» . Журнал биологической химии . 259 (16): 9979–82. doi : 10.1016/s0021-9258 (18) 90913-0 . PMID 6088509 .
- ^ May DC, Ross EM, Gilman AG, Smigel MD (декабрь 1985 г.). «Восстановление катехоламино-стимулированной активности аденилатциклазы с использованием трех очищенных белков» . Журнал биологической химии . 260 (29): 15829–33. doi : 10.1016/s0021-9258 (17) 36333-0 . PMID 2999139 .
- ^ Strathmann MP, Саймон Ми (июль 1991 г.). «Субъединицы G Alpha 12 и G Alpha 13 определяют четвертый класс субъединиц Alpha Alpha G» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 88 (13): 5582–6. Bibcode : 1991pnas ... 88.5582S . doi : 10.1073/pnas.88.13.5582 . PMC 51921 . PMID 1905812 .
- ^ Jump up to: а беременный Цинь К, Донг С., Ву Г, Ламберт На (август 2011 г.). «Неактивная предварительная символа G (Q)-связанных рецепторов и гетеротримеров G (Q)» . Природная химическая биология . 7 (10): 740–7. doi : 10.1038/nchembio.642 . PMC 3177959 . PMID 21873996 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Сарос, Юрий; Хо, Дэн Т.; Стекло, Мишель; Грэм, Юань Скотт; Гримси, Наташа Лиллия (2019-10-19). «Рецептор каннабиноида 2 (CB 2) через G-альфа-S и индуцирует секрецию цитокинов IL-6 и IL-10 в первичных лейкоцитах человека» . ACS Фармакология и трансляционная наука . 2 (6): 414–428. doi : 10.1021/acsptsci.9b00049 . ISSN 2575-9108 . PMC 7088898 . PMID 32259074 .
- ^ Чжуан, Сяоси; Белшио, Леонардо; Хен, Рене (15 августа 2000 г.). «G OLFα опосредует передачу сигналов рецептора дофамина D 1» . Журнал нейробиологии . 20 (16): RC91. doi : 10.1523/jneurosci.20-16-J0001.2000 . ISSN 0270-6474 . PMC 6772608 . PMID 10924528 .
- ^ Schmidt CJ, Thomas TC, Levine MA, Neer EJ (июль 1992). «Специфичность G -белка бета и гамма -субъединицы» . Журнал биологической химии . 267 (20): 13807–10. doi : 10.1016/s0021-9258 (19) 49638-5 . PMID 1629181 .
- ^ K, Orban T, Cai Y, Pardon E, Kiser PD, Steyart CP, Steyaert J, Palczows K (2018). Полем Природная связь 9 (1): 1996. Bibcode : 2018 Natt . doi : 10.1038/ s41467-018-0432-0 PMC 5999942 . PMID 2977099 .
- ^ Моханасундарам, Буминатан; Доддс, Одри; Кукшал, Ванна; Джез, Джозеф М; Пандей, Сона (4 апреля 2022 года). «Распределение и эволюционная история компонентов G-белка в линии растений и водорослей» . Физиология растений . 189 (3): 1519–1535. doi : 10.1093/plphys/kiac153 . PMC 9237705 . PMID 35377452 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Гетеротримерные+G-белки в Национальной библиотеке Медицинской библиотеки США ( Mesh)
- ЕС 3.6.5.1
