Kako delujejo G proteini vezani receptorji

G-protein-vezani receptorji (GPCR) o najbolj raznolika kupina membrankih receptorjev pri evkariontih. Glavna funkcija GPCR-jev je odkriti vetlobno energijo ali hranila zunaj celice in aktivirati poti

Kako delujejo G proteini vezani receptorji

Vsebina:

G-protein-vezani receptorji (GPCR) so najbolj raznolika skupina membranskih receptorjev pri evkariontih. Glavna funkcija GPCR-jev je odkriti svetlobno energijo ali hranila zunaj celice in aktivirati poti signalne transdukcije znotraj celice. Konec koncev GPCR sprožijo celične odzive. Agonisti (kemikalije, ki se vežejo na receptor, da proizvajajo celični odziv z aktiviranjem receptorja), ki se veže na GPCR, so lahko hormon, nevrotransmiter ali zunanji dražljaji, kot je vonj ali feromon. Ob vezavi agonista GPCR aktivira povezani G protein za iniciacijo določenega celičnega mehanizma.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je G protein vezan receptor?
- Definicija, struktura, vloga
2. Kako delujejo G proteini vezani receptorji
- Mehanizem aktivacije G proteina

Ključni pojmi: efektorski encim, G protein, BDP (gvanozin difosfat), G-proteinski vezani receptorji (GPCR), GTP (gvanozin trifosfat), drugi kurirji


Kaj je G protein vezan receptor

G-protein-sprejeti receptorji (GPCR) so največji razred membranskih proteinov pri evkariontih, ki posredujejo večino fizioloških odzivov hormonov, nevrotransmiterjev in okoljskih stimulansov. Odgovorni so tudi za vid, vonj in okus. Ena od ključnih značilnosti GPCRs je prisotnost sedmih membranskih α-vijačnic ki so medsebojno povezani z alternativnimi znotrajceličnimi in zunajceličnimi zankami. Prikazan je človeški GPCR slika 1.


Slika 1: GPCR

Glavna vloga GPCR je aktiviranje heterotrimernih G-proteinov po vezavi agonista na receptor.

Kako delujejo G proteini vezani receptorji

GPCR so vrsta receptorjev, ki jih najdemo na celični membrani. Ko se agonist veže na GPCR, poteka vrsta reakcij, ki sprožijo celični odziv. Koraki, ki sodelujejo pri sprožitvi celičnega odziva z aktiviranjem GPCR, so opisani spodaj.

  1. Ko receptor G-protein-vezan ni vezan na agonist, ostane neaktiven. G protein ostane tudi neaktiven na celični membrani. Tri podenote G proteina so Gsα, Gβ in Gγ. Neaktivno stanje G proteina vsebuje vezan BDP na domeno Gsα.
  2. Po vezavi liganda / agonista, kot so hormoni ali nevrotransmiterji, se GPCR podvrže konformacijski spremembi, ki aktivira njeno GEF domeno. Sprememba konformacije v GPCR omogoča vezavo G proteina na domeno GEF. BDP G proteina se nadomesti z GTP z delovanjem domene GEF, ki aktivira G protein. Domena GEF aktivira monomerno GTPase, da nadomesti BDP iz GTP.
  3. Po aktivaciji, domena Gsa disociira od kompleksa proteina GPCR-G in se veže na efektorski encim na celični membrani, da ga aktivira. Aktivirani efektorski encim je lahko adenilil ciklaz, fosfolipaza C, itd. Generira sekundarne kurirje, kot so cAMP, inozitol 1,4,5-trifosfat, 1,2-diacilglicerol, itd. za generiranje določenega celičnega odziva. Drugi kurirji so začetne komponente intracelularnih kaskadov prenosa signala, ki aktivira določen celični mehanizem.
  4. Hidroliza GTP v BDP v domeni Gsa disociira od efektorskega encima in deaktivira encim.

Mehanizem delovanja GPCR je prikazan v slika 2.


Slika 2: Mehanizem delovanja GPCR

Zaključek

G-protein-vezani receptor je najbolj razširjen tip receptorjev na celični membrani evkariontov. Posreduje celične funkcije po aktivaciji z vezavo agonistov, kot so hormoni, nevrotransmiterji ali zunanji dražljaji. Aktivacija GPCR vodi do aktivacije G proteina na celični membrani. Aktivirani G protein se veže na efektorski encim na celični membrani, da generira sekundarne kurirje, ki sprožijo celične odzive v citosolu.

Sklic:

1. »GPCR«.Nature News, Nature Publishing Group,