www.wikidata.uk-ua.nina.az

G білки англ Guanine nucleotide binding proteins білки що зв язують гуанілові нуклеотиди це родина білків що беруть учас

G-білки

G-білки (англ. Guanine nucleotide-binding proteins, білки, що зв'язують гуанілові нуклеотиди) — це родина білків, що беруть участь у клітинному сигналюванні еукаріот. G-білки відіграють роль своєрідних перемикачів: вони можуть переходити з неактивного стану в активний і навпаки, відповідно вмикаючи або вимикаючи передачу певного сигналу всередині клітини. Свою назву ці білки отримали за здатність зв'язувати гуанілові нуклеотиди (англ. Guanine nucleotide): у комплексі із гуанозиндифосфатом (ГДФ) вони є неактивними, а у комплексі із гуанозинтрифосфатом (ГТФ) — активні.

Гетротримерний G-білок, приєднаний до ліпідного бішару: фосфоліпіди зафарбовані зеленим, α-субодиниця — жовтим, субодиниці β та γ — синім, ГДФ — чорним.

Термін «G-білки» найчастіше вживається для позначення гетеротримерних (великих) ГТФ-зв'язуючих білків, що складаються із трьох субодиниць α, β та γ; існує ще один клас ГТФ-зв'язуючих білків — мономерні, котрі інколи називають малими G-білками (суперродина Ras малих ГТФаз), вони гомологічні до α-субодиниці великих.

Гетеротримерні G-білки беруть участь у передачі сигналів від рецепторів, спряжених з G-білками (англ. G-protein coupled receptors, GPCR) — найбільшого класу клітинних рецепторів (наприклад, у Caenorhabditis elegans їх гени займають 5 % всього геному). У хребетних тварин вони відповідають за сприйняття клітиною ряду гормонів та інших сигнальних молекул, а також за хімічне чуття (нюх і смак) і фоторецепцію (зір). Показовим є те, що приблизно половина відомих фармацевтичних препаратів діють через рецептори, спряжені із G-білками: серед таких є і відомі медикаменти, наприклад антигістамін Кларитин (Лоратадин) та антидепресант Прозак (Флуоксетин), а також психотропні речовини, зокрема героїн, кокаїн та тетрагідроканабінол (діюча речовина марихуани).

Гетеротримерні G-білки були вікриті Альфредом Гілманом та Мартіном Родбеллом, за що у 1994 році вони отримали Нобелівську премію з фізіології та медицини.

Структура гетеротримерних G-білків ред.

Структрура гетеротримерного G-білка, що складається із химерної αt/αi-субодиниці (синя) та βγ-комплексу (зелене, жовте, червоне)

Гетротримерні G-білки складаються із трьох субодиниць: α, β і γ. α-субодиниця містить домен зв'язування та гідролізу ГТФ, що є ідентичним для всієї суперродини ГТФаз. До складу β-субодиниці входить 7 β-структур, організованих як лопасті пропеллера. Із β-субодиницею тісно взаємодіє γ-субодиниця, разом вони утворюють єдину функціональну структуру, яка може дисоціювати тільки у випадку гідролізу білка. Весь G-білок заякорений у мембрані за допомогою двох ліпідів, один із яких ковалентно приєднаний до N-кінця α-субодиниці, інший до C-кінця γ-субодиниці.

Рецептори, спряжені із G-білками ред.

Структура рецептора, спряженого із G-білком: наявні 7 трансмембранні домени.

Рецептори, спряжені із G-білками (англ. G-protein coupled reseptors, GPCR) — найбільша родина клітинних рецепторів еукаріот, що забезпечують сприйняття гормонів, нейромедіаторів, локальних регуляторів, а також забезпечують зір, нюх та відчуття смаку хребетних тварин. У геномі людини знайдено близько 700 генів GPCR, а в миші за один тільки нюх відповідає понад 1000 цих рецепторів.

Сигнальні молекули, що виступають лігандами для рецепторів, спряжених із G-білками, можуть бути дуже різними за хімічною природою: білками, невеликими пептидами, ліпідами, похідними амінокислот тощо. Окрім цього деякі представники цього класу рецепторів, зокрема родопсин, можуть сприймати фотони світла. Інколи для однієї сигнальної молекули існує кілька різних GPCR, що експресуються у різних типах клітин і запускають різні сигнальні шляхи. Наприклад в організмі людини існує як мінімум 9 різних рецепторів до адреналіну та принаймні 14 — до нейромедіатора серотоніну.

Всі рецептори, спряжені із G-білками, мають схожу структуру: вони складаються з одного поліпептидного ланцюга, що 7 разів перетинає ліпідний бішар. Кожен трансмембранний домен представлений α-спіраллю, до складу якої входить 20-30 неполярних амінокислот. Ці домени з'єднані між собою петлями різної величини, розташованими по дві сторони плазматичної мембрани. GPCR переважно є глікопротеїнами, вуглеводні залишки яких розташовані на зовнішньоклітинній стороні. Внутрішньоклітинні домени цих рецепторів містять сайти взаємодії із G-білками.

Функціональний цикл G-білків ред.

Функціональний цикл G-білків

G-білки виконують роль спряження клітинних рецепторів із певними ефекторними молекулами, такими як ферменти або іонні канали, при цьому вони виступають як молекулярні перемикачі. В неактивному стані G-білки містять ГДФ, зв'язаний із α-субодиницею.

Передача сигналу починається тоді, коли на клітинний рецептор діє відповідний ліганд, внаслідок чого рецептор активується і змінює конформацію. Активований рецептор впливає на G-білок (який або перебуває з ним у постійному комплексі, або асоціює після активації), через що структура α-субодиниці змінюється таким чином, що вона вивільняє зв'язану молекулу ГДФ. Місце цієї молекули швидко займає ГТФ, це призводить до активації G-білка та змін у його структурі: α-субодиниця втрачає спорідненість до βγ-комплексу, і він дисоціює. У такому активованому стані як ГТФ-зв'язана α-субодиниця, так і βγ-комплекс, можуть здійснювати передачу сигналу: активувати певні ферменти або впливати на стан іонних каналів. α-субодиниця є ГТФазою, і як тільки вона гідролізує приєднаний ГТФ до ГДФ, відразу ж інактивується, і тримерна структура G-білка відновлюється. Таким чином відбувається вимкнення сигналу. Інактивований G-білок може взаємодіяти із наступною молекулою рецептора і знову активуватись.

Регуляція активності G-білків ред.

Ефективність передачі певного сигналу через G-білок залежить від співвідношення між концентрацією активної, ГТФ-зв'язаної, та неактивної, ГДФ-зв'язаної форм. А це співвідношення у свою чергу залежить від двох констант: константи дисоціації ГДФ, та константи швидкості гідролізу ГТФ:

  • G-protein·GTP — концентрація активної форми G-білка;
  • G-protein·GDP — концентрація неактивної форми G-білка;
  • kdiss, GDP — константа дисоціації ГДФ;
  • kcat, GTP — константа швидкості гідролізу ГТФ.

Таке співвідношення справджується за умови надлишку ГТФ у середовищі, а також його швидкого, фактично моментального, зв'язування із «порожньою» молекулою G-білка (тобто не зв'язаною із жодним гуаніловим нуклеотидом). У такому випадку ефективність передачі сигналу може регулюватись одним із наступних шляхів:

  • Збільшення kdiss, GDP, що забезпечується спеціальним білками — факторами обміну гуанілових нуклеотидів (англ. guanine nucleotide exchange factors, GEFs), сприяє інтенсифікації передачі сигналу. Для гетеротримерних G-білків такими факторами є активовані рецептори (GPCR), зв'язані із відповідним лігандом.
  • Зменшення kdiss, GDP, що забезпечується інгібіторами дисоціації гуанілових нуклеотидів (англ. guanine nucleotide dissociation inhibitors, GDI). Білки з такими функціями поки що знайдені для Ras-суперродини малих ГТФаз, їхня функція полягає у підтриманні в цитоплазмі постійного пулу неактивованих молекул, зв'язаних з ГДФ;
  • Збільшення kcat, GTP, тобто швидкості гідролізу ГТФ, здійснюється завдяки ГТФаза-активуючим білкам (англ. GTPase activating proteins, GAPs). Таким чином знижується тривалість життя активованих молекул G-білків. Активність GAPs зазвичай регулюється іншими сигнальними шляхами. Білки, що пришвидшують гідроліз ГТФ α-субодиницею гетеротримерних G-білків, називаються регулятори сигналювання G-білків (англ. regulator of G protein signaling, RGS), у геномі людини є близько 25 генів RGS, кожен з яких взаємодіє із характерним набором G-білків.

Сигнальні шляхи, що активуються G-білками ред.

G-білки отримують вхідний сигнал від асоційованих з ними рецепторів, після чого вони активують один із сигнальних шляхів клітини.

Вплив на синтез циклічного АМФ ред.

Аденілатциклаза — фермент, на активність якого впливають білки Gs та Gi
Циклічний аденозинмонофосфат (цАМФ) — вторинний посередник, на концентрацію якого впливає сигналювання через G-білки

Циклічний АМФ (цАМФ) — це розповсюджений вторинний посередник, що контролює багато процесів в еукаріотичних клітинах. цАМФ синтезується із АТФ великим трансмембранним ферментом аденілатциклазою, а розкладається цАМФ-фосфодіестеразою. Багато сигнальних молекул впливають на клітину шляхом збільшення або зменшення концентрації цАМФ, через активацію або пригнічення аденілатциклази. цАМФ здійснює свою функцію вторинного посередника активуючи цАМФ-залежну протеїнкіназу (протеїнкіназу А, ПКА), яка у свою чергу фосфорилює по залишках серину та треоніну багато білків у клітині, активуючи або деактивуючи їх.

Існує два типи G-білків, що впливають на активність аденілатциклази: Gs (англ. stimulatory) — стимулюючий, що активує її і збільшує концентрацію цАМФ та Gi (англ. inhibitory) — інгібуючий, що пригнічує аденілатциклазу, але також діє і шляхом прямого впливу на іонні канали. Прикладами реакцій, що запускаються шляхом Gs-залежного збільшення концентрації цАМФ, є:

Бактерійні токсини, що впливають на активність білків Gs та Gi ред.

G-білки, що впливають на цАМФ-залежне клітинне сигналювання, є мішенями дії бактерійних токсинів:

  • Холерний токсин — це фермент, що каталізує перенесення АДФ-рибози із НАД+ (АДФ-рибозилювання) на α-субодиницю Gs-білка. Внаслідок цього він втрачає можливість гідролізувати зв'язану молекулу ГТФ і переходить у стан перманентної активації. Це у свою чергу призводить до тривалого збільшення концентрації цАМФ у клітинах стінки товстого кишківника, через що у його просвіт починає виділятись велика кількість води та іонів Cl−. Таким чином і виникає діарея, що є характерною ознакою захворювання на холеру.
  • Токсин коклюшу здійснює АФД-рибозилювання α-субодиниці Gi-білка, через що вона не може взаємодіяти із відповідним рецептором і активуватись.

Ці два токсини використовуються у біологічних дослідженнях, щоб визначити чи певна клітинна відповідь опосередковується Gs- чи Gi-білком.

Активація фосфоліпази С-β ред.

Сигнальний шлях ІФ3/ДАГ, що може активуватись Gq-білком

Багато рецепторів, спряжених із G-білками діють шляхом активації фосфоліпізи С-β (ФЛС-β). Цей фермент діє на інозитоловий фосфоліпід: фосфатидилінозитол-4,5-біфосфат (ФІ(4,5)Ф2 або ФІФ2), що присутній у невеликій кількості у внутрішньому листку ліпідного бішару плазматичної мембрани. Рецептори, що активують цей сигнальний шлях, зазвичай спряжені із Gq-білком, що активує фосфоліпазу С аналогічно як Gs-білок — аденілатциклазу. Активована фосфоліпаза розщеплює фосфатидилінозитол-4,5-біфосфат до інозитол-1,4,5-трифосфату (ІФ3) та диацигліцеролу (ДАГ). На цьому етапі сигнальний шлях розгалужується:

Прикладами клітинних реакцій G-білок-залежної активації фосфоліпази C-β є:

Регуляція іонних каналів G-білками ред.

Трансдукція світлового сигналу у паличці сітківки здійснюється за участі G-бліка трансдуцину

Багато G-білків діють шляхом відкриття або закриття іонних каналів, таким чином змінюючи електричні властивості плазматичної мембрани.

Наприклад зниження частоти і сили серцевих скорочень під впливом ацетилхоліну відбувається завдяки тому, що мускариновий ацетилхоліновий рецептор після активації взаємодіє із Gi-білком, α-субодиниця якого пригнічує діяльність аденілатциклази, в той час як βγ-комплекс відкриває калієві канали у плазматичній мембрані клітин серцевого м'яза, через що їхня збудливість зменшується.

Інші G-білки регулюють активність іонних каналів опосередковано: наприклад рецептори зору та нюху діють через G-білки, які впливають на синтез циклічних нуклеотидів, що у свою чергу закривають або відкривають іонні канали (іонні канали керовані циклічними нуклеотидами). Наприклад, всі нюхові рецептори спряжені із Golf-білком, який активує аденілатциклазу; цАМФ, що синтезується, відкриває натрієві канали, що призводить до деполяризації мембрани і генерування нервового імпульсу (рецепторного потенціалу), який передається нейронам.

У паличках сітківки ока людини світлочутливою молекулою є родопсин. Плазматична мембрана цих клітин містить велику кількість цГМФ-керованих катіонних каналів. За відсутності стимуляції світлом цитоплазма паличок містить високу кількість цГМФ, що утримує катіонні канали у відкритому стані. Внаслідок цього мембрана періодично деполяризується і відбувається синаптична передача імпульсів нейронам. Після активації світлом родопсин змінює конформацію і взаємодіє з G-білком трансдуцином (Gt). Після цього його α-субодиниця активує цГМФ-фосфодіестеразу, яка розщеплює цГМФ, внаслідок чого закриваються катіонні канали і синаптична передача припиняється. Саме зменшення частоти імпульсів, що надходять від світлочутливих клітин, сприймається мозком як відчуття світла.

Родини G-білків ред.

Всі гетеротримерні G-білки поділяють на чотири основні родини за амінокислотною послідовністю α-субодиниці:

Основні родини гетеротримерних G-білків на основі амінокислотної послідовності α-субодиниці
Родина Деякі члени Субодиниця, що відповідає за ефект Деякі функції
I Gs α Активація аденілатциклази, відкриття кальцієвих каналів
Golf α Активація аденілатциклази у нюхових нейронах
II Gi α Інгібування аденілатциклази
βγ Відкривання калієвих каналів
Go βγ Відкривання калієвих каналів, закривання кальцієвих каналів
α і βγ Активація фосфоліпази С-β
Gt (трансдуцин) α Активація цГМФ-фосфодіестерази у фоторецепторах хребетних
III Gq α Активація фосфоліпази С-β
IV G12/13 α Активація мономерних ГТФаз родини Rho, що регулюють актиновий цитоскелет

Джерела ред.

  1. ↑ Gomperts BD, Kramer IM, Tatham PER (2003). Signal Transduction (вид. 1st). Academic Press. ISBN 0122896327. 
  2. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2007). (вид. 5th). Garland Science. ISBN 978-0-8153-4105-5. Архів оригіналу за 22 липня 2011. Процитовано 23 липня 2011. 
  3. G protein [ 27 липня 2011 у Wayback Machine.] Molecule of the Month by David Goodsell PDB doi: 10.2210/rcsb_pdb/mom_2004_10
  4. . Архів оригіналу за 6 квітня 2016. Процитовано 23 липня 2011. 
  5. Hamm HE (1998). The many faces of G protein signaling. J Biol Chem 273: 669–72. PMID 9422713. doi:10.1074/jbc.273.2.669. 
  6. ↑ Kraus G (2003). Biochemistry of Signal Transduction and Regulation (вид. 3rd). Wiley-VCH. ISBN 3-527-30591-2. 

Посилання ред.

Вікісховище має мультимедійні дані за темою: G-білки
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
G bilki angl Guanine nucleotide binding proteins bilki sho zv yazuyut guanilovi nukleotidi ce rodina bilkiv sho berut uchast u klitinnomu signalyuvanni eukariot G bilki vidigrayut rol svoyeridnih peremikachiv voni mozhut perehoditi z neaktivnogo stanu v aktivnij i navpaki vidpovidno vmikayuchi abo vimikayuchi peredachu pevnogo signalu vseredini klitini Svoyu nazvu ci bilki otrimali za zdatnist zv yazuvati guanilovi nukleotidi angl Guanine nucleotide u kompleksi iz guanozindifosfatom GDF voni ye neaktivnimi a u kompleksi iz guanozintrifosfatom GTF aktivni Getrotrimernij G bilok priyednanij do lipidnogo bisharu fosfolipidi zafarbovani zelenim a subodinicya zhovtim subodinici b ta g sinim GDF chornim Termin G bilki najchastishe vzhivayetsya dlya poznachennya geterotrimernih velikih GTF zv yazuyuchih bilkiv sho skladayutsya iz troh subodinic a b ta g isnuye she odin klas GTF zv yazuyuchih bilkiv monomerni kotri inkoli nazivayut malimi G bilkami superrodina Ras malih GTFaz voni gomologichni do a subodinici velikih 1 Geterotrimerni G bilki berut uchast u peredachi signaliv vid receptoriv spryazhenih z G bilkami angl G protein coupled receptors GPCR najbilshogo klasu klitinnih receptoriv napriklad u Caenorhabditis elegans yih geni zajmayut 5 vsogo genomu U hrebetnih tvarin voni vidpovidayut za sprijnyattya klitinoyu ryadu gormoniv ta inshih signalnih molekul a takozh za himichne chuttya nyuh i smak i fotorecepciyu zir Pokazovim ye te sho priblizno polovina vidomih farmacevtichnih preparativ diyut cherez receptori spryazheni iz G bilkami 2 sered takih ye i vidomi medikamenti napriklad antigistamin Klaritin Loratadin ta antidepresant Prozak Fluoksetin a takozh psihotropni rechovini zokrema geroyin kokayin ta tetragidrokanabinol diyucha rechovina marihuani 3 Geterotrimerni G bilki buli vikriti Alfredom Gilmanom ta Martinom Rodbellom za sho u 1994 roci voni otrimali Nobelivsku premiyu z fiziologiyi ta medicini 4 Zmist 1 Struktura geterotrimernih G bilkiv 2 Receptori spryazheni iz G bilkami 3 Funkcionalnij cikl G bilkiv 4 Regulyaciya aktivnosti G bilkiv 5 Signalni shlyahi sho aktivuyutsya G bilkami 5 1 Vpliv na sintez ciklichnogo AMF 5 1 1 Bakterijni toksini sho vplivayut na aktivnist bilkiv Gs ta Gi 5 2 Aktivaciya fosfolipazi S b 5 3 Regulyaciya ionnih kanaliv G bilkami 6 Rodini G bilkiv 7 Dzherela 8 PosilannyaStruktura geterotrimernih G bilkiv red nbsp Struktrura geterotrimernogo G bilka sho skladayetsya iz himernoyi at ai subodinici sinya ta bg kompleksu zelene zhovte chervone Getrotrimerni G bilki skladayutsya iz troh subodinic a b i g a subodinicya mistit domen zv yazuvannya ta gidrolizu GTF sho ye identichnim dlya vsiyeyi superrodini GTFaz Do skladu b subodinici vhodit 7 b struktur organizovanih yak lopasti propellera Iz b subodiniceyu tisno vzayemodiye g subodinicya razom voni utvoryuyut yedinu funkcionalnu strukturu yaka mozhe disociyuvati tilki u vipadku gidrolizu bilka 5 Ves G bilok zayakorenij u membrani za dopomogoyu dvoh lipidiv odin iz yakih kovalentno priyednanij do N kincya a subodinici inshij do C kincya g subodinici 1 Receptori spryazheni iz G bilkami red Osnovna stattya Receptori spryazheni iz G bilkami nbsp Struktura receptora spryazhenogo iz G bilkom nayavni 7 transmembranni domeni Receptori spryazheni iz G bilkami angl G protein coupled reseptors GPCR najbilsha rodina klitinnih receptoriv eukariot sho zabezpechuyut sprijnyattya gormoniv nejromediatoriv lokalnih regulyatoriv a takozh zabezpechuyut zir nyuh ta vidchuttya smaku hrebetnih tvarin U genomi lyudini znajdeno blizko 700 geniv GPCR a v mishi za odin tilki nyuh vidpovidaye ponad 1000 cih receptoriv Signalni molekuli sho vistupayut ligandami dlya receptoriv spryazhenih iz G bilkami mozhut buti duzhe riznimi za himichnoyu prirodoyu bilkami nevelikimi peptidami lipidami pohidnimi aminokislot tosho Okrim cogo deyaki predstavniki cogo klasu receptoriv zokrema rodopsin mozhut sprijmati fotoni svitla Inkoli dlya odniyeyi signalnoyi molekuli isnuye kilka riznih GPCR sho ekspresuyutsya u riznih tipah klitin i zapuskayut rizni signalni shlyahi Napriklad v organizmi lyudini isnuye yak minimum 9 riznih receptoriv do adrenalinu ta prinajmni 14 do nejromediatora serotoninu 2 Vsi receptori spryazheni iz G bilkami mayut shozhu strukturu voni skladayutsya z odnogo polipeptidnogo lancyuga sho 7 raziv peretinaye lipidnij bishar Kozhen transmembrannij domen predstavlenij a spirallyu do skladu yakoyi vhodit 20 30 nepolyarnih aminokislot Ci domeni z yednani mizh soboyu petlyami riznoyi velichini roztashovanimi po dvi storoni plazmatichnoyi membrani GPCR perevazhno ye glikoproteyinami vuglevodni zalishki yakih roztashovani na zovnishnoklitinnij storoni Vnutrishnoklitinni domeni cih receptoriv mistyat sajti vzayemodiyi iz G bilkami 6 Funkcionalnij cikl G bilkiv red nbsp Funkcionalnij cikl G bilkivG bilki vikonuyut rol spryazhennya klitinnih receptoriv iz pevnimi efektornimi molekulami takimi yak fermenti abo ionni kanali pri comu voni vistupayut yak molekulyarni peremikachi V neaktivnomu stani G bilki mistyat GDF zv yazanij iz a subodiniceyu Peredacha signalu pochinayetsya todi koli na klitinnij receptor diye vidpovidnij ligand vnaslidok chogo receptor aktivuyetsya i zminyuye konformaciyu Aktivovanij receptor vplivaye na G bilok yakij abo perebuvaye z nim u postijnomu kompleksi abo asociyuye pislya aktivaciyi cherez sho struktura a subodinici zminyuyetsya takim chinom sho vona vivilnyaye zv yazanu molekulu GDF Misce ciyeyi molekuli shvidko zajmaye GTF ce prizvodit do aktivaciyi G bilka ta zmin u jogo strukturi a subodinicya vtrachaye sporidnenist do bg kompleksu i vin disociyuye U takomu aktivovanomu stani yak GTF zv yazana a subodinicya tak i bg kompleks mozhut zdijsnyuvati peredachu signalu aktivuvati pevni fermenti abo vplivati na stan ionnih kanaliv a subodinicya ye GTFazoyu i yak tilki vona gidrolizuye priyednanij GTF do GDF vidrazu zh inaktivuyetsya i trimerna struktura G bilka vidnovlyuyetsya Takim chinom vidbuvayetsya vimknennya signalu Inaktivovanij G bilok mozhe vzayemodiyati iz nastupnoyu molekuloyu receptora i znovu aktivuvatis 2 Regulyaciya aktivnosti G bilkiv red Efektivnist peredachi pevnogo signalu cherez G bilok zalezhit vid spivvidnoshennya mizh koncentraciyeyu aktivnoyi GTF zv yazanoyi ta neaktivnoyi GDF zv yazanoyi form A ce spivvidnoshennya u svoyu chergu zalezhit vid dvoh konstant konstanti disociaciyi GDF ta konstanti shvidkosti gidrolizu GTF G protein GTP G protein GDP k d i s s G D P k c a t G T P displaystyle frac mbox G protein GTP mbox G protein GDP frac k diss GDP k cat G TP nbsp deG protein GTP koncentraciya aktivnoyi formi G bilka G protein GDP koncentraciya neaktivnoyi formi G bilka kdiss GDP konstanta disociaciyi GDF kcat GTP konstanta shvidkosti gidrolizu GTF Take spivvidnoshennya spravdzhuyetsya za umovi nadlishku GTF u seredovishi a takozh jogo shvidkogo faktichno momentalnogo zv yazuvannya iz porozhnoyu molekuloyu G bilka tobto ne zv yazanoyu iz zhodnim guanilovim nukleotidom U takomu vipadku efektivnist peredachi signalu mozhe regulyuvatis odnim iz nastupnih shlyahiv Zbilshennya kdiss GDP sho zabezpechuyetsya specialnim bilkami faktorami obminu guanilovih nukleotidiv angl guanine nucleotide exchange factors GEFs spriyaye intensifikaciyi peredachi signalu Dlya geterotrimernih G bilkiv takimi faktorami ye aktivovani receptori GPCR zv yazani iz vidpovidnim ligandom Zmenshennya kdiss GDP sho zabezpechuyetsya ingibitorami disociaciyi guanilovih nukleotidiv angl guanine nucleotide dissociation inhibitors GDI Bilki z takimi funkciyami poki sho znajdeni dlya Ras superrodini malih GTFaz yihnya funkciya polyagaye u pidtrimanni v citoplazmi postijnogo pulu neaktivovanih molekul zv yazanih z GDF Zbilshennya kcat GTP tobto shvidkosti gidrolizu GTF zdijsnyuyetsya zavdyaki GTFaza aktivuyuchim bilkam angl GTPase activating proteins GAPs Takim chinom znizhuyetsya trivalist zhittya aktivovanih molekul G bilkiv Aktivnist GAPs zazvichaj regulyuyetsya inshimi signalnimi shlyahami 6 Bilki sho prishvidshuyut gidroliz GTF a subodiniceyu geterotrimernih G bilkiv nazivayutsya regulyatori signalyuvannya G bilkiv angl regulator of G protein signaling RGS u genomi lyudini ye blizko 25 geniv RGS kozhen z yakih vzayemodiye iz harakternim naborom G bilkiv 2 Signalni shlyahi sho aktivuyutsya G bilkami red G bilki otrimuyut vhidnij signal vid asocijovanih z nimi receptoriv pislya chogo voni aktivuyut odin iz signalnih shlyahiv klitini Vpliv na sintez ciklichnogo AMF red Osnovna stattya cAMF zalezhnij signalnij shlyah nbsp Adenilatciklaza ferment na aktivnist yakogo vplivayut bilki Gs ta Gi nbsp Ciklichnij adenozinmonofosfat cAMF vtorinnij poserednik na koncentraciyu yakogo vplivaye signalyuvannya cherez G bilkiCiklichnij AMF cAMF ce rozpovsyudzhenij vtorinnij poserednik sho kontrolyuye bagato procesiv v eukariotichnih klitinah cAMF sintezuyetsya iz ATF velikim transmembrannim fermentom adenilatciklazoyu a rozkladayetsya cAMF fosfodiesterazoyu Bagato signalnih molekul vplivayut na klitinu shlyahom zbilshennya abo zmenshennya koncentraciyi cAMF cherez aktivaciyu abo prignichennya adenilatciklazi cAMF zdijsnyuye svoyu funkciyu vtorinnogo poserednika aktivuyuchi cAMF zalezhnu proteyinkinazu proteyinkinazu A PKA yaka u svoyu chergu fosforilyuye po zalishkah serinu ta treoninu bagato bilkiv u klitini aktivuyuchi abo deaktivuyuchi yih 2 Isnuye dva tipi G bilkiv sho vplivayut na aktivnist adenilatciklazi Gs angl stimulatory stimulyuyuchij sho aktivuye yiyi i zbilshuye koncentraciyu cAMF ta Gi angl inhibitory ingibuyuchij sho prignichuye adenilatciklazu ale takozh diye i shlyahom pryamogo vplivu na ionni kanali Prikladami reakcij sho zapuskayutsya shlyahom Gs zalezhnogo zbilshennya koncentraciyi cAMF ye Sintez ta sekreciya tireoyidnih gormoniv shitopodibnoyu zalozoyu pid vplivom tireotropnogo gormonu Sekreciya kortizolu koroyu nadnirnikiv pid vplivom adrenokrortikotropnogo gormonu Rozsheplennya glikogenu u m yazah pid vplivom adrenalinu Rozsheplennya glikogenu u pechinci pid vplivom glyukagonu Zbilshennya chastoti ta sili sercevih skorochen pid vplivom adrenalinu Reabsorbciya vodi u nirkah pid vplivom paratgormonu Rozsheplennya trigliceridiv u zhirovij tkanini pid vplivom odnogo iz nastupnih gormoniv adrenalinu adrenokortikotropnogo gormonu glyukagonu tireotropnogo gormonu 2 Bakterijni toksini sho vplivayut na aktivnist bilkiv Gs ta Gi red G bilki sho vplivayut na cAMF zalezhne klitinne signalyuvannya ye mishenyami diyi bakterijnih toksiniv Holernij toksin ce ferment sho katalizuye perenesennya ADF ribozi iz NAD ADF ribozilyuvannya na a subodinicyu Gs bilka Vnaslidok cogo vin vtrachaye mozhlivist gidrolizuvati zv yazanu molekulu GTF i perehodit u stan permanentnoyi aktivaciyi Ce u svoyu chergu prizvodit do trivalogo zbilshennya koncentraciyi cAMF u klitinah stinki tovstogo kishkivnika cherez sho u jogo prosvit pochinaye vidilyatis velika kilkist vodi ta ioniv Cl Takim chinom i vinikaye diareya sho ye harakternoyu oznakoyu zahvoryuvannya na holeru Toksin koklyushu zdijsnyuye AFD ribozilyuvannya a subodinici Gi bilka cherez sho vona ne mozhe vzayemodiyati iz vidpovidnim receptorom i aktivuvatis Ci dva toksini vikoristovuyutsya u biologichnih doslidzhennyah shob viznachiti chi pevna klitinna vidpovid oposeredkovuyetsya Gs chi Gi bilkom 2 Aktivaciya fosfolipazi S b red nbsp Signalnij shlyah IF3 DAG sho mozhe aktivuvatis Gq bilkomBagato receptoriv spryazhenih iz G bilkami diyut shlyahom aktivaciyi fosfolipizi S b FLS b Cej ferment diye na inozitolovij fosfolipid fosfatidilinozitol 4 5 bifosfat FI 4 5 F2 abo FIF2 sho prisutnij u nevelikij kilkosti u vnutrishnomu listku lipidnogo bisharu plazmatichnoyi membrani Receptori sho aktivuyut cej signalnij shlyah zazvichaj spryazheni iz Gq bilkom sho aktivuye fosfolipazu S analogichno yak Gs bilok adenilatciklazu Aktivovana fosfolipaza rozsheplyuye fosfatidilinozitol 4 5 bifosfat do inozitol 1 4 5 trifosfatu IF3 ta diaciglicerolu DAG Na comu etapi signalnij shlyah rozgaluzhuyetsya IF3 vid plazmatichnoyi membrani difunduye u citozol de zgodom priyednuyetsya do kalciyevih kanaliv na poverhni endoplazmatichnogo retikulumu i vidkrivaye yih Ce prizvodit do rizkogo zbilshennya koncentraciyi ioniv Ca u citoplazmi Cya molekula takozh ye vazhlivim vtorinnim poserednikom i regulyuye bagato klitinnih procesiv DAG zalishayetsya vbudovanim u membranu de mozhe buti substratom dlya sintezu ejkozanoyidiv v tomu chisli prostaglandiniv sho berut uchast u vidchutti bolyu ta zapalnih procesah Takozh DAG aktivuye serin treoninovu proteyinkinazu S aktivnist yakoyi takozh zalezhit i vid kalciyu Prikladami klitinnih reakcij G bilok zalezhnoyi aktivaciyi fosfolipazi C b ye Rozsheplennya glikogenu v pechinci pid vplivom vazopresinu Sekreciya amilazi pidshlunkovoyu zalozoyu pid vplivom acetilholinu Skorochennya gladenkih m yaziv pid vplivom acetilholinu Agregaciya trombocitiv pid vplivom trombinu 2 Regulyaciya ionnih kanaliv G bilkami red nbsp Transdukciya svitlovogo signalu u palichci sitkivki zdijsnyuyetsya za uchasti G blika transducinuBagato G bilkiv diyut shlyahom vidkrittya abo zakrittya ionnih kanaliv takim chinom zminyuyuchi elektrichni vlastivosti plazmatichnoyi membrani Napriklad znizhennya chastoti i sili sercevih skorochen pid vplivom acetilholinu vidbuvayetsya zavdyaki tomu sho muskarinovij acetilholinovij receptor pislya aktivaciyi vzayemodiye iz Gi bilkom a subodinicya yakogo prignichuye diyalnist adenilatciklazi v toj chas yak bg kompleks vidkrivaye kaliyevi kanali u plazmatichnij membrani klitin sercevogo m yaza cherez sho yihnya zbudlivist zmenshuyetsya Inshi G bilki regulyuyut aktivnist ionnih kanaliv oposeredkovano napriklad receptori zoru ta nyuhu diyut cherez G bilki yaki vplivayut na sintez ciklichnih nukleotidiv sho u svoyu chergu zakrivayut abo vidkrivayut ionni kanali ionni kanali kerovani ciklichnimi nukleotidami Napriklad vsi nyuhovi receptori spryazheni iz Golf bilkom yakij aktivuye adenilatciklazu cAMF sho sintezuyetsya vidkrivaye natriyevi kanali sho prizvodit do depolyarizaciyi membrani i generuvannya nervovogo impulsu receptornogo potencialu yakij peredayetsya nejronam U palichkah sitkivki oka lyudini svitlochutlivoyu molekuloyu ye rodopsin Plazmatichna membrana cih klitin mistit veliku kilkist cGMF kerovanih kationnih kanaliv Za vidsutnosti stimulyaciyi svitlom citoplazma palichok mistit visoku kilkist cGMF sho utrimuye kationni kanali u vidkritomu stani Vnaslidok cogo membrana periodichno depolyarizuyetsya i vidbuvayetsya sinaptichna peredacha impulsiv nejronam Pislya aktivaciyi svitlom rodopsin zminyuye konformaciyu i vzayemodiye z G bilkom transducinom Gt Pislya cogo jogo a subodinicya aktivuye cGMF fosfodiesterazu yaka rozsheplyuye cGMF vnaslidok chogo zakrivayutsya kationni kanali i sinaptichna peredacha pripinyayetsya Same zmenshennya chastoti impulsiv sho nadhodyat vid svitlochutlivih klitin sprijmayetsya mozkom yak vidchuttya svitla 2 Rodini G bilkiv red Vsi geterotrimerni G bilki podilyayut na chotiri osnovni rodini za aminokislotnoyu poslidovnistyu a subodinici Osnovni rodini geterotrimernih G bilkiv na osnovi aminokislotnoyi poslidovnosti a subodinici 2 Rodina Deyaki chleni Subodinicya sho vidpovidaye za efekt Deyaki funkciyiI Gs a Aktivaciya adenilatciklazi vidkrittya kalciyevih kanalivGolf a Aktivaciya adenilatciklazi u nyuhovih nejronahII Gi a Ingibuvannya adenilatciklazibg Vidkrivannya kaliyevih kanalivGo bg Vidkrivannya kaliyevih kanaliv zakrivannya kalciyevih kanaliva i bg Aktivaciya fosfolipazi S bGt transducin a Aktivaciya cGMF fosfodiesterazi u fotoreceptorah hrebetnihIII Gq a Aktivaciya fosfolipazi S bIV G12 13 a Aktivaciya monomernih GTFaz rodini Rho sho regulyuyut aktinovij citoskeletDzherela red a b Gomperts BD Kramer IM Tatham PER 2003 Signal Transduction vid 1st Academic Press ISBN 0122896327 a b v g d e zh i k l Alberts B Johnson A Lewis J Raff M Roberts K Walter P 2007 Molecular Biology of the Cell vid 5th Garland Science ISBN 978 0 8153 4105 5 Arhiv originalu za 22 lipnya 2011 Procitovano 23 lipnya 2011 G protein Arhivovano 27 lipnya 2011 u Wayback Machine Molecule of the Month by David Goodsell PDB doi 10 2210 rcsb pdb mom 2004 10 The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994 Arhiv originalu za 6 kvitnya 2016 Procitovano 23 lipnya 2011 Hamm HE 1998 The many faces of G protein signaling J Biol Chem 273 669 72 PMID 9422713 doi 10 1074 jbc 273 2 669 a b Kraus G 2003 Biochemistry of Signal Transduction and Regulation vid 3rd Wiley VCH ISBN 3 527 30591 2 Posilannya red Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu G bilkiMolecule of the month Arhivovano 27 lipnya 2011 u Wayback Machine na sajti Protein Data Base angl Nobelivska premiya z fiziologiyi ta medicini 1994 roku Arhivovano 6 kvitnya 2016 u Wayback Machine na sajti Nobelprize org angl Video G Protein Signaling iz Essential Cell Biology 3rd Edition Alberts Bray Hopkin Johnson Lewis Raff Roberts amp Walter ISBN 978 0 8153 4129 1 angl Otrimano z https uk wikipedia org w index php title G bilki amp oldid 38111944