Рецептори, зв’язані з білком G (GPCR), є невід’ємною частиною процесу передачі сигналу, де вони відіграють вирішальну роль у клітинному зв’язку.
Розуміння зв’язаних з білком G рецепторів (GPCR)
GPCR — це велике сімейство рецепторів клітинної поверхні, які беруть участь у широкому спектрі фізіологічних процесів, включаючи зір, нюх, смак і нейротрансмісію. Ці рецептори є інтегральними мембранними білками, які охоплюють подвійний ліпідний шар клітини сім разів і передають сигнали з позаклітинного середовища всередину клітини.
Зв'язування та активація ліганду
Коли позаклітинна сигнальна молекула, така як гормон або нейромедіатор, зв’язується з позаклітинним доменом GPCR, вона індукує конформаційні зміни в рецепторі, що призводить до активації рецептора шляхом сприяння обміну GDP на GTP на асоційованому гетеротримерному білку G .
Взаємодія з гетеротримерними білками G
Потім активований GPCR може взаємодіяти з пов’язаним з ним гетеротримерним білком G, який складається з трьох субодиниць: α, β і γ. Після активації субодиниця α зазнає конформаційних змін, що призводить до дисоціації комплексу βγ від субодиниці α. Потім ці компоненти продовжують модулювати активність специфічних ефекторних білків у клітині.
Модуляція ефекторного білка
Субодиниця α може або стимулювати, або інгібувати специфічні ефекторні білки, такі як аденілілциклаза, фосфоліпаза С або іонні канали, тим самим ініціюючи каскад подальших внутрішньоклітинних сигнальних подій. Зрештою це призводить до клітинної відповіді, такої як зміна експресії генів, змінений метаболізм або модуляція потоків іонів.
Регулювання та завершення сигналу
Сигнальний шлях GPCR регулюється за допомогою різних механізмів, включаючи фосфорилювання рецептора за допомогою GPCR-кіназ (GRK) і подальше зв’язування арестинів, які десенсибілізують рецептор, відокремлюючи його від білка G. Крім того, α-субодиниця білка G має властиву GTP-азну активність, що дозволяє їй гідролізувати GTP до GDP і повторно асоціюватися з βγ-комплексом, тим самим припиняючи сигнал.
Значення в передачі сигналу
Передача сигналів рецептора, пов’язаного з G-білком, є життєво важливим компонентом передачі сигналу, що дозволяє клітинам реагувати на позаклітинні подразники та модулювати свою поведінку точним і скоординованим чином. Цей складний процес є основою для багатьох фізіологічних процесів, що робить GPCR важливими терапевтичними мішенями для широкого спектру захворювань.