Субъединица альфа белка G i представляет собой семейство гетеротримерных субъединиц альфа белка G. Это семейство также обычно называют семейством G i/o ( G i /G o ) или семейством G i/o/z/t , чтобы включить близкородственных членов семейства. Субъединицы G альфа могут называться G i alpha, G αi или G i α.
Члены семьи
Существует четыре различных подтипа альфа-субъединиц в семействе альфа-субъединиц G i/o/z/t , которые определяют четыре семейства гетеротримерных G-белков:
G i белки: G i1 α, G i2 α и G i3 α
Белок G o : G o α (у мышей существует альтернативный сплайсинг с образованием G o1 α и G o2 α)
Основная функция G i/o/z/t заключается в активации внутриклеточных сигнальных путей в ответ на активацию рецепторов, сопряженных с G-белком (GPCR) на поверхности клетки . GPCR функционируют как часть трехкомпонентной системы рецептор-трансдуктор-эффектор. [1] [2] Трансдуктором в этой системе является гетеротримерный G-белок , состоящий из трех субъединиц: белка Gα, такого как Gi α , и комплекса из двух тесно связанных белков, называемых Gβ и Gγ, в комплексе Gβγ . [1] [2] При отсутствии стимуляции рецептором Gα связывается с GDP и Gβγ, образуя неактивный тример G-белка. [1] [2] Когда рецептор связывает активирующий лиганд вне клетки (например, гормон или нейротрансмиттер ), активированный рецептор действует как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов, способствуя высвобождению GDP из Gα и связыванию GTP с Gα, что приводит к диссоциации GTP-связанного Gα от Gβγ. [1] [2] GTP-связанные Gα и Gβγ затем освобождаются для активации соответствующих сигнальных ферментов.
Белки G i в первую очередь ингибируют цАМФ-зависимый путь путем ингибирования активности аденилатциклазы , снижая выработку цАМФ из АТФ , что, в свою очередь, приводит к снижению активности цАМФ-зависимой протеинкиназы . Таким образом, конечным эффектом G i является ингибирование цАМФ-зависимой протеинкиназы. Gβγ, высвобождаемый при активации белков G i и G o, особенно способен активировать нисходящую сигнализацию к эффекторам, таким как сопряженные с G-белком внутренние выпрямляющие калиевые каналы (GIRKs) . [3] Белки G i и G o являются субстратами для коклюшного токсина , вырабатываемого Bordetella pertussis , инфекционным агентом коклюша . Коклюшный токсин представляет собой фермент АДФ-рибозилазу , который добавляет фрагмент АДФ-рибозы к определенному остатку цистеина в белках Gi α и Go α , предотвращая их связывание с GPCR и их активацию ими, тем самым отключая сигнальные пути клеток Gi и Go . [4]
Белки G z также могут связывать GPCR с ингибированием аденилатциклазы, но G z отличается от G i /G o тем, что нечувствителен к ингибированию коклюшным токсином. [5]
G t белки функционируют в сенсорной трансдукции. Трансдуцины G t1 и G t2 служат для передачи сигналов от рецепторов, сопряженных с G белком, которые воспринимают свет во время зрения . Родопсин в тусклом ночном зрении в палочках сетчатки соединяется с G t1 , а цветные фотопсины в цветном зрении в колбочках сетчатки соединяются с G t2 , соответственно. Субъединицы G t3 / гастуцина передают сигналы в чувство вкуса (дегустацию) во вкусовых сосочках, соединяясь с рецепторами, сопряженными с G белком, которые активируются сладкими или горькими веществами.
^ Kano H, Toyama Y, Imai S, Iwahashi Y, Mase Y, Yokogawa M и др. (май 2019 г.). «Структурный механизм, лежащий в основе специфической для семейства G-белков регуляции G-белкового внутренне выпрямляющего калиевого канала». Nature Communications . 10 (1): 2008. Bibcode :2019NatCo..10.2008K. doi :10.1038/s41467-019-10038-x. PMC 6494913 . PMID 31043612.
^ Pfeuffer T, Helmreich EJ (1988). "Структурные и функциональные связи белков, связывающих гуанозинтрифосфат". Current Topics in Cellular Regulation . 29 : 129–216 . doi :10.1016/B978-0-12-152829-4.50006-9. ISBN9780121528294. PMID 3135154.
^ Ho MK, Wong YH (март 2001 г.). «G(z) signaling: appearance divergence from G(i) signaling». Oncogene . 20 (13): 1615– 25. doi : 10.1038/sj.onc.1204190 . PMID 11313909.
