Гетеротримерный G-белок

Термин «G-белок» без уточнения обычно относится к мембранно-связанным гетеротримерным G-белкам, иногда также называемым большими G-белками (в противоположность меньшим, мономерным так называемым малым ГТФазам). Эти гетеротримерные G-белки активируются при связывании лиганда-агониста с G-связанным метаботропным рецептором. Они состоят из трёх субъединиц, называемых «альфа» (Gα), «бета» (Gβ) и «гамма» (Gγ). Последние две субъединицы βγ диссоциируют совместно при связывании лиганда с рецептором и функционально составляют дуплет, поэтому называются «бета-гамма-комплекс» («βγ-комплекс») или «бета-гамма-димер» («βγ-димер»).

Существует четыре основных семейства G-белков: Gi / Go, Gq, Gs, и G12.

Альфа-субъединица

Субъединица Gα состоит из двух доменов: ГТФазного и α-спирального. Эксперименты, проведённые в 1980-х годах, показали, что очиненные субъединицы Gα могут напрямую активировать эффекторные ферменты. ГТФ-связанная форма α-субъединицы белка трансдуцина (Gt) активирует цГМФ-фосфодиэстеразу зрительных клеток палочек, а ГТФ-связанная форма α-субъединицы стимулирующего белка G (Gs) активирует гормон-чувствительную аденилатциклазу.

Существует по крайней мере 20 различных видов Gα субъединиц, распределённым по четырём разным семействам белков на основании гомологии их первичных последовательностей:

Бета-гамма-димер

Бета- и гамма-субъединицы G-белка тесно связаны друг с другом, и их называют бета-гамма-комплекс. После активации G-белок-связанного рецептора Gβγ-димер диссоциирует из связи с Gα-субъединицей после того, как Gα-субъединица произведёт гидролиз ГТФ до ГДФ.

Функция

Свободный Gβγ-димер может работать как эффекторная молекула сам по себе, может активировать другие системы вторичных посредников или может открывать и закрывать ионные каналы.

Например, Gβγ-димер, связанный с гистаминовыми H1-рецепторами, может после диссоциации активировать фосфолипазу A2, что приводит к образованию арахидоновой кислоты. В то же время Gβγ-димер, связанный с мускариновыми холинорецепторами, может непосредственно открывать G-связанные калиевые каналы внутреннего выпрямления, а Gβγ-димер, связанный с гистаминовыми H3-рецепторами, может открывать кальциевые каналы L-типа.