Gタンパク質の活性化と不活化

ヘテロ三量体Gタンパク質は、GDPとGTPの結合状態の間を循環し、GPCRの下流でシグナルを中継する膜固定タンパク質です。

各Gタンパク質は、アルファサブユニットと、常に結合しているベータサブユニットとガンマサブユニットで構成されています。

アルファサブユニットはGDPにバインドされ、静止状態ではベータガンマサブユニットに結合しています。

リガンドが結合すると、活性化されたGPCRは構造変化を起こし、G-αに結合し、そのヌクレオチド結合部位を露出させてGDP/GTP交換を引き起こします。

その後、G-αは受容体とβ-γサブユニットから解離し、膜を横切って移動します。Gβ-γサブユニットとGTP結合G-αサブユニットは、アデニリルシクラーゼやホスホリパーゼC-βなどのエフェクターに個別に結合し、活性化できるようになりました。

活性化されたエフェクターは、環状アデノシン一リン酸やイノシトール三リン酸などのセカンドメッセンジャーを放出します。

GTPがGDPに加水分解されると、G-αはエフェクターに結合できなくなり、ベータガンマサブユニットと再結合して静止状態に戻ります。