6.8: Рецепторы, сопряжённые с G-белком

G-белок соединенных рецепторов лиганд связывающих рецепторы, которые косвенно влияют на изменения в клетке. Фактическим рецептором является один полипептид клеточной мембраны, участвующий в семи внутриклеточных и внеклеточных петлях. Внеклеточные петли создают специфический карман, который связывается с нейротрансмиттерами или гормонами. Внутриклеточные петли держатся за G-белок.

G-белок или нуклеотид-связывающий белок гуанина, является большим гетеротримерным комплексом. Три его подразделения помечены альфа, бета и гамма. Когда рецептор не соединяется или расслаблен, комплекс связывает молекулу гуанозина дифосфата или ВВП, и все три участка прикрепляются к рецептору.

Когда лиганд связывает рецептор, подразделение высвобождает ВВП и связывает молекулу трифосфата гуанозина (ГТП). Это действие высвобождает из рецептора комплекс З-ГТП и комплекс З-З. З-GTP может двигаться вдоль мембраны, чтобы активировать пути второго мессенджера, такие как CAMP. Однако существуют различные типы К-субъединиц, а некоторые из них ингибируют CAMP.

Комплекс может взаимодействовать с ионными каналами калия, которые высвобождает калий (КЗ) во внеклеточное пространство, что приводит к гиперполяризации клеточной мембраны. Этот тип лиганд-закрытый ионный канал называется G-белок.

Лиганды не всегда связывают рецептор. Когда лиганд покидает рецептор, он становится доступным для G-белковых единиц, которые могут к нему прикрепляться. До этого, близлежащие ферменты должны гидролизовать GTP обратно к alpha-субъединице обратно в ВВП. Как только это достигается, бета-гамма комплекс соединяется вместе со комплексом ВВП-З, и весь G-белок прикрепляется к своему домену рецепторов.

Общие G-белки соединенных рецепторов это мускариновые рецепторы ацетилхолина, найденные в скелетных мышцах, бета-1 адренергических рецепторов в сердце, и вазопрессин рецепторов на гладких мышечных клетках. В сенсорных системах, таких как обонятельные рецепторы и некоторые вкусовые рецепторы, связывающие лиганды являются молекулами окружающей среды. Например, молекулы сахарозы связывают G-белок связанных рецепторов в результате восприятия сладкого вкуса.

Изменения в G-белковых рецепторах могут играть существенную роль в расстройствах настроения, таких как депрессия. Серотонин является лигандом для рецептора 5HT1A, G-белка соединенных рецепторов. Было высказано предположение, что при депрессии, взаимодействия между лигандом и рецептором меняются; либо лиганд не связывается достаточно долго или рецептор не в полной мере реагирует. Это приводит к плохой серотонергической сигнализации, которая проявляется как депрессия.

G-белок связанные рецепторы, или GPCR это другой тип интегрального мембранного белка. Их внеклеточная часть выступает из мембраны и содержит место связывания лигандов для различных соединений. Внутриклеточная часть связана с G-белком, который состоит из трех различных подблоков:альфа, бета и гамма.

Когда связывается лиганд, рецептор меняет форму, заставляя дифосфат гуанозина или ГДФ, ограниченный альфа-субъединицей, выйти и быть заменённым на Гуанозин трифосфат, или молекулу ГТФ. Затем эти двое диссоциируются от бета-и гамма-субъединиц. Теперь оба набора фрагментов свободно перемещаются по цитоплазме и взаимодействуют с другими белками-эффекторами, что активирует серии каскадов межклеточных сигналов, которые направляют и усиливают сигнал.

Чтобы прервать процесс, ГТФ гидролизуется в ГДФ, и подблоки G белка снова собираются в неактивную форму, оставляя GPCR готовым к новому сигналу.