Białko G

Struktura przestrzenna białka G

Białko G (starsza, obecnie niestosowana nazwa: białka N²) – białko adaptorowe dla receptora metabotropowego. Generalnie nazwą tą określa się dużą grupę polimorficznych białek charakteryzujących się aktywnością GTP-azy, czyli katalizujących hydrolizę GTP → GDP. Istnieje kilkanaście podtypów tych białek, różniących się sposobem pobudzenia i pobudzanym efektorem. Biorą udział w przekaźnictwie hormonalnym i mogą pobudzać lub hamować.

Białko G jest heterotrimerem zbudowanym z trzech podjednostek: αあるふぁ (połączonej z GDP), βべーた i γがんま.

Rodzaje

Gs – stymulujące

• dołącza się do receptora Rs
• podjednostka αあるふぁs wiąże nukleotyd guanylanowy i ma aktywność GTP-azy; pobudza cyklazę adenylanową, zwiększając tworzenie cAMP
• podjednostki βべーた i γがんま tworzą kompleks do którego przyłącza się podjednostka αあるふぁ po oddaniu GMP

Gi – hamujące

• podjednostka αあるふぁi wiąże kompleks guanylanowy i ma aktywność GTP-azy; hamuje działanie cyklazy adenylowej, zmniejszając wytwarzanie cAMP
• podjednostki βべーた i γがんま są takie same jak w Gs

Działanie

Cykl pracy białka G (opis w tekście)

Do zmienionej przez ligand zewnętrzny konformacji części wewnętrznej receptora metabotropowego przyłącza się podjednostka αあるふぁ, co powoduje aktywację białka G, czego efekty są następujące:

• GDP związany z podjednostką αあるふぁ zostaje wymieniony na GTP (3 → 4), po czym podjednostka αあるふぁ odłącza się od heterotrimerycznego kompleksu i tworzy zaktywowaną podjednostkę αあるふぁ (4 → 5)
• „osamotniony” heterodimer – kompleks βべーたγがんま również staje się aktywny.

Obydwie aktywowane części rozdysocjowanego białka G napotykają specyficzne dla siebie białka efektorowe, uaktywniając je. Zaktywowana podjednostka αあるふぁ po przyłączeniu się do efektora, poprzez swoją aktywność GTP-azy hydrolizuje GTP (5 → 6) i w efekcie:

• powstaje GDP
• podjednostka αあるふぁ staje się nieaktywna i
• przyłącza napotkany kompleks βべーたγがんま, dezaktywując go (6 → 1).

Odtworzone, nieaktywne białko G jest gotowe do związania się z częścią wewnętrzną receptora metabotropowego (1 → 2) i rozpoczęcia kolejnego cyklu przekazywania sygnału.

Znaczenie kliniczne

Zaburzenia w metabolizmie białka G występują w rzekomej niedoczynności przytarczyc, cholerze, krztuścu.

Pierwsze białko G zostało odkryte przez fizjologa amerykańskiego Alfreda Gilmana w końcu lat 70. XX wieku. W 1994 roku Alfred Gilman i Martin Rodbell otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za odkrycie i badania nad białkiem G.

Zobacz też

• transducyna – jedno z białek z grupy białek G
• receptory sprzężone z białkami G