Heterotrimert G-protein

Heterotrimert G-protein
Identifierare
Kod KF 3.6.5.1
CAS-nummer 9059-32-9
Enzymdatabaser
IntEnz IntEnz-vy
BRENDA BRENDA inträde
ExPASy NiceZyme-vy
MetaCyc Metabolisk väg
KEGG KEGG inträde
PRIAM profil
PDB- strukturer RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Genontologi AmiGO  • EGO
Sök
PMC artiklar
PubMed artiklar
NCBI NCBI-proteiner
CAS 9059-32-9

Termen " G-protein " utan kvalifikation syftar vanligtvis på membranbundna heterotrimera G-proteiner , ibland även kallade stora G-proteiner (i motsats till de mindre, monomera så kallade små GTPaserna ). Dessa heterotrimera G-proteiner aktiveras när en agonistligand binder till en G-kopplad metabotropisk receptor . De består av tre subenheter som kallas "alfa" (G α ), "beta" (G β ) och "gamma" (G γ ). [1] De två sista βγ-subenheterna dissocierar tillsammans när liganden binder till receptorn och utgör funktionellt en dubblett, därför kallas de "beta-gamma-komplex" ("βγ-komplex") eller "beta-gamma-dimer" ("beta-gamma-dimer" ("beta-gamma-komplex"). βy-dimer").

Det finns fyra huvudfamiljer av G-proteiner: Gi / Go , Gq , Gs och G12 . [2]

Alfasubenhet

Ga-subenheten består av två domäner: GTPas och α - helical . Experiment utförda på 1980-talet visade att raffinerade Ga- subenheter direkt kan aktivera effektorenzymer. Den GTP-bundna formen av α-subenheten av transducinproteinet (G t ) aktiverar cGMP-fosfodiesteras från optiska stavceller [3] och den GTP-bundna formen av α-subenheten av det stimulerande proteinet G (G s ) aktiverar det hormonkänsliga adenylatcyklaset [4] [5] .

Det finns minst 20 olika typer av G α -subenheter, uppdelade i fyra olika proteinfamiljer baserat på deras primära sekvenshomologi: [6]

G- proteinfamiljen a-subenhet Gen signalkaskad G-proteinkopplade metabotropa receptorer (exempel) Effekter (exempel)
Familj av hämmande Gi
G i/o Gai , Gao _ GNAO1, GNAI1, GNAI2, GNAI3 Hämning av adenylatcyklasaktivitet , öppning av kaliumkanaler , stängning av kalciumkanaler Muskarina acetylkolinreceptorer av M2- och M4 - typerna , [7] kemokinreceptorer , α2- adrenerga receptorer , serotoninreceptorer av 5-HT1- subtypen , histaminreceptorer av H3- och H4 - subtyperna , dopaminreceptorer av D2 subtyp och liknande Släta muskelkontraktioner , minskad neuronaktivitet
Familjen av "visuella" G t G αt (Transducin) GNAT1, GNAT2 Fosfodiesteras 6 aktivering Rhodopsin Visuell signalöverföring _
Familj av "smakkännande" G gust G αgust (Gustducin) GNAT3 Fosfodiesteras 6 aktivering smaklökar _ Överföring av smaksignalen
Gz _ G az GNAZ Hämning av adenylatcyklasaktivitet ? Upprätthåller jonbalansen av perilymfatiska och endolymfatiska cochleavätskor .
Familj av stimulerande G s
Familj av stimulerande G s Gαs _ GNAS Aktivering av adenylatcyklas p-adrenerga receptorer ; Serotoninreceptorsubtyper 5-HT4 , 5 - HT6 och 5 - HT7 ; Dopamin D 1 -liknande receptorer, histamin H 2 receptorer Ökar hjärtfrekvensen , slappnar av glatta muskler , stimulerar neuronaktivitet .
Familj av "olfaktoriska" Golf Gαolf _ GNAL Aktivering av adenylatcyklas luktreceptorer Olfaktorisk signalöverföring
Familj Gq
Familj Gq G αq , G α11 , G α14 , G α15 , G α16 GNAQ, GNA11, GNA14, GNA15 Fosfolipas C- aktivering α 1 -adrenerga receptorer , muskarina kolinerga receptorer av M 1 , M 3 och M 5 subtyper , [7] histaminreceptorer av H 1 subtyp , serotoninreceptorer av 5-HT 2 subtyp Smidig muskelkontraktion, kalciumjonflöde
Familj G 12/13
Familj G 12/13 Gal2 , Ga13 _ GNA12, GNA13 Aktivering av Rho-familjen av GTPaser Förändringar i cellens cytoskelett, sammandragning av glatta muskler

Beta-gamma dimer

Beta- och gamma-subenheterna av G-proteinet är nära besläktade med varandra och kallas beta-gamma-komplexet . Vid aktivering av den G-proteinkopplade Gβγ -receptorn dissocierar dimeren från Ga - subenheten efter att Ga- subenheten har hydrolyserat GTP till GDP .

Funktion

Den fria Gβγ -dimeren kan fungera som en effektormolekyl på egen hand, kan aktivera andra andra budbärarsystem eller kan öppna och stänga jonkanaler .

Till exempel kan Gβy- dimer associerad med histamin H 1 receptorer, efter dissociation, aktivera fosfolipas A2, vilket leder till bildning av arakidonsyra . Samtidigt kan Gβγ- dimer associerad med muskarina acetylkolinreceptorer direkt öppna G-länkade kaliumkanaler för intern rektifiering , och Gβγ -dimer associerad med histamin H3- receptorer kan öppna L-typ kalciumkanaler .

Anteckningar

  1. ↑ Hurowitz EH, Melnyk JM, Chen YJ, Kouros-Mehr H., Simon MI, Shizuya H;. Genomisk karakterisering av det humana heterotrimera G-proteinets alfa-, beta- och gammasubenhetsgener  //  DNA- forskning : journal. - 2000. - Vol. 7 , nr. 2 . - S. 111-120 . - doi : 10.1093/dnares/7.2.111 . — PMID 10819326 .
  2. ↑ Ellis, Claire. Läget för GPCR-forskning 2004  // Nature Reviews Drug Discovery  : journal  . - 2004. - Juli ( vol. 3 , nr 7 ). - s. 577-626 . - doi : 10.1038/nrd1458 .
  3. ↑ Fung, BKK; Hurley, JB; Stryer, L. Informationsflöde i den ljusutlösta cykliska nukleotidkaskaden av syn  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1981. - Vol. 78 , nr. 1 . - S. 152-156 . - doi : 10.1073/pnas.78.1.152 . — PMID 6264430 .
  4. ↑ Cerione, RA; Sibley, D.R.; Codina, J; Benovic, JL; Winslow, J; Neer, EJ; Birnbaumer, L; Caron, M.G.; Lefkowitz, RJ; och andra et al. Rekonstitution av ett hormonkänsligt adenylatcyklassystem. Den rena beta-adrenerga receptorn och guaninukleotid-regulatoriska proteinet ger hormonrespons till den upplösta katalytiska enheten  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1984. - Vol. 259 , nr. 16 . - P. 9979-9982 . — PMID 6088509 .
  5. ↑ May, DC; Ross, E.M.; Gilman, A.G.; Smigel, MD Rekonstitution av katekolaminstimulerad adenylatcyklasaktivitet med hjälp av tre eliminerade proteiner  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1985. - Vol. 260 , nr. 29 . - P. 15829-15833 . — PMID 2999139 .
  6. ↑ Strathmann MP, Simon M.I.; Simon. G alfa 12 och G alfa 13 subenheter definierar en fjärde klass av G protein alfa subenheter  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1991. - Vol. 88 , nr. 13 . - P. 5582-5586 . - doi : 10.1073/pnas.88.13.5582 . — PMID 1905812 .
  7. ↑ 1 2 Kou Qin, Chunmin Dong, Guangyu Wu & Nevin A Lambert; dong; wu; Lambert. Inaktivt tillstånd förmontering av Gq-kopplade receptorer och Gq-heterotrimerer  (engelska)  // Nature Chemical Biology  : journal. - 2011. - Augusti ( vol. 7 , nr 11 ). - s. 740-747 . - doi : 10.1038/nchembio.642 . — PMID 21873996 .

Länkar

Litteratur