G-белки

У этого термина существуют и другие значения, см. G.
Цикл активации G-белка под действием G-белок-связанного рецептора.

G-белки (англ. G proteins) — это семейство белков, относящихся к ГТФазам и функционирующих в качестве вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных каскадах. G-белки названы так, поскольку в своём сигнальном механизме они используют замену GDP на GTP как молекулярный функциональный «выключатель» для регулировки клеточных процессов.

История

G-белки были обнаружены и исследованы Альфредом Гилманом и Мартином Родбеллом, которые получили за это открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1994 года[1].

Типы G-белков

G-белки делятся на две основных группы — гетеротримерные («большие») и «малые». Гетеротримерные G-белки — это белки с четвертичной структурой, состоящие из трёх субъединиц: альфа(α), бета (β) и гамма (γ). Малые G-белки — это белки из одной полипептидной цепи, они имеют молекулярную массу 20—25 кДа и относятся к суперсемейству Ras малых ГТФаз. Их единственная полипептидная цепь гомологична α-субъединице гетеротримерных G-белков. Обе группы G-белков участвуют во внутриклеточной сигнализации.

Гетеротримерные G-белки

Основная статья: Гетеротримерный G-белок

У всех гетеротримерных G-белков сходный механизм активации: они активируются при взаимодействии со специфическими рецепторами, сопряженными с G-белками, при этом обменивая ГДФ на ГТФ и распадаясь на α- и βγ-субъединицы. α-субъединица, связанная с ГТФ, воздействует на следующее звено в цепи передачи сигнала. βγ-субъединица также может вызывать собственные эффекты. Инактивация G-белков происходит в результате медленного гидролиза ГТФ до ГДФ α-субъединицей, после чего происходит реассоциация (объединение) субъединиц.

Некоторые G-белки и их функции

Gs – сопряжение возбуждающих рецепторов с аденилатциклазой; Gi – сопряжение тормозных рецепторов с аденилатциклазой; Go – сопряжение рецепторов с ионными каналами; Gq – сопряжение рецепторов, активирующих фосфолипазу C.

Белки-помощники G-белков

В работе многих G-белков участвуют вспомогательные белки. GAPs (GTPase Activating Proteins, белки-активаторы ГТФазной активности) ускоряют гидролиз ГТФ, ускоряя инактивацию G-белков. Особенно важна функция GAPs для малых G-белков, так как альфа-субъединицы гетеротримерных G-белков часто сами обладают достаточной ГТФ-азной активностью. К GAP-белкам относятся белки семейства RGS.
GEFs (Guanine nucleotide Exchange Factors, факторы обмена гуаниловых нуклеотидов), ускоряют обмен ГДФ на ГТФ и таким образом активируют G-белки. Обычно для G-белка GEF-ом служит активированный лигандом рецептор, однако в некоторых случаях белки AGS (Activator of G-protein Signaling, активаторы передачи сигнала G-белками) могут активировать G-белок независимо от воздействия на него рецептора.

Примечания

  1. ↑ Press Release: Архивная копия от 7 июня 2011 на Wayback Machine The Nobel Assembly at the Karolinska Institute decided to award the Nobel Prize in Physiology or Medicine for 1994 jointly to Alfred G. Gilman and Martin Rodbell for their discovery of "G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cells". 10 October 1994

Ссылки

  • Eric R. Kandel, James H. Schwartz, Thomas M. Jessell. Principles of neural science (неопр.). — New York: McGraw-Hill Education, 2000.
  • Lodish et al. 2000. Molecular Cell Biology 4th ed. W.H. Freeman and Company, New York.
  • Voet, Donald and Judith G. Voet. 1995. Biochemistry 2nd ed. John Wilely & Sons, New York.
  • Gilman A. G proteins: transducers of receptor-generated signals (англ.) // Annu Rev Biochem[англ.] : journal. — 1987. — Vol. 56. — P. 615—649.
  • Neves S.R., Ram P.T., Iyengar R. G Protein Pathways (англ.) // Science. — 2002. — Vol. 296. — P. 1636—1639.

Внешние ссылки