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| ヘテロ三量体 G タンパク質 GTPase | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 3.6.5.1 | ||||||||
| CAS番号 | 9059-32-9 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー / クイックゴー | ||||||||
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ヘテロ三量体 G タンパク質は、時には「大型」 G タンパク質とも呼ばれ(より小型の単量体小型 GTPaseのサブクラスとは対照的)、ヘテロ三量体複合体を形成する膜結合型G タンパク質です。ヘテロ三量体と単量体 G タンパク質の最も大きな非構造的違いは、ヘテロ三量体タンパク質がG タンパク質共役受容体(GPCR) と呼ばれる細胞表面受容体に直接結合することです。これらの G タンパク質は、アルファ(α)、ベータ(β)、ガンマ(γ)サブユニットで構成されています。[1]アルファ サブユニットは GTP または GDP のいずれかに結合し、G タンパク質の活性化のオン/オフ スイッチとして機能します。
リガンドが GPCR に結合すると、GPCR は GEF (グアニンヌクレオチド交換因子) 能力を獲得し、アルファサブユニット上の GDP を GTP に交換することで G タンパク質を活性化します。GTP がアルファサブユニットに結合すると、構造変化が起こり、G タンパク質の残りの部分から解離します。通常、アルファサブユニットは下流のシグナル伝達カスケードの膜結合エフェクタータンパク質に結合しますが、ベータガンマ複合体もこの機能を実行できます。G タンパク質は、cAMP/PKA 経路、イオンチャネル、MAPK、PI3K などの経路に関与しています。
Gタンパク質にはGi/Go、 Gq、Gs、G12/13の4つの主要なファミリーがあります。[2]
アルファサブユニット
1980年代初頭に行われた再構成実験では、精製されたG αサブユニットがエフェクター酵素を直接活性化できることが示された。トランスデューシンのαサブユニットのGTP型（G t）は、網膜桿体外節の環状GMPホスホジエステラーゼを活性化し、[3]刺激性Gタンパク質のαサブユニットのGTP型（G s）は、ホルモン感受性アデニル酸シクラーゼを活性化する。[4] [5]同じ組織内に複数のタイプのGタンパク質が共存する。例えば、脂肪組織では、交換可能なβ-γ複合体を持つ2つの異なるGタンパク質を使用して、アデニル酸シクラーゼを活性化または阻害する。刺激ホルモンの受容体によって活性化された刺激性Gタンパク質のαサブユニットは、下流のシグナルカスケードに使用されるcAMPを活性化するアデニル酸シクラーゼを刺激することができる。一方、阻害ホルモンの受容体によって活性化された阻害性 G タンパク質の アルファサブユニットは、下流のシグナルカスケードをブロックするアデニル酸シクラーゼを阻害する可能性があります。
G αサブユニットは、GTPase ドメインとアルファヘリカルドメインの 2 つのドメインで構成されています。
少なくとも20種類のGαサブユニットが存在し、 4つの主要なグループに分けられる。この命名法は、それらの配列相同性に基づいている。[6]
Gベータガンマ複合体
βサブユニットとγサブユニットは互いに密接に結合しており、Gβ-γ複合体と呼ばれています。βサブユニットとγサブユニットはどちらも異なるアイソフォームを持ち、アイソフォームの組み合わせによっては二量体化しますが、他の組み合わせでは二量体化しません。たとえば、β1は両方のγサブユニットに結合しますが、β3はどちらにも結合しません。[10] GPCRが活性化されると、Gβγ複合体はGDP-GTP交換後にGαサブユニット から放出されます。
関数
遊離 G βγ複合体は、他のセカンドメッセンジャーを活性化するか、イオンチャネルを直接制御することによって、それ自体がシグナル伝達分子として機能することができます。
例えば、G βγ複合体は、ヒスタミン受容体に結合すると、ホスホリパーゼA 2を活性化することができます。一方、ムスカリン性アセチルコリン受容体に結合するG βγ複合体は、 Gタンパク質共役型内向き整流性カリウムチャネル（GIRK）を直接開きます。[11]アセチルコリンがこの経路の細胞外リガンドである場合、心臓細胞は正常に過分極して心筋収縮を減少させます。ムスカリンなどの物質がリガンドとして作用すると、危険な量の過分極が幻覚につながります。したがって、G βγが適切に機能することは、私たちの生理学的健康に重要な役割を果たしています。最後の機能は、H 3受容体薬理学のように、L型カルシウムチャネルを活性化することです。
植物におけるヘテロ三量体Gタンパク質
植物におけるヘテロ三量体Gタンパク質シグナル伝達は、さまざまなレベルで後生動物モデルから逸脱している。例えば、多くの植物系統において、特大Gαの存在、Gαの喪失、およびGタンパク質シグナル伝達調節因子（RGS）などである。[12]さらに、Gタンパク質は双子葉植物の生存に必須ではないが、単子葉植物の生存には必須である。
参考文献
- ^ Hurowitz EH、Melnyk JM、Chen YJ、Kouros-Mehr H、Simon MI、Shizuya H (2000 年 4 月)。「ヒトヘテロ三量体 G タンパク質のアルファ、ベータ、ガンマサブユニット遺伝子のゲノム特性」。DNA研究 。7 ( 2 ): 111–20。doi : 10.1093/dnares/7.2.111。PMID 10819326。
- ^ Nature Reviews Drug Discovery GPCR Questionnaire Participants (2004 年7 月)。「2004 年のGPCR 研究の現状」。Nature Reviews。Drug Discovery。3 ( 7) (3 版): 575、577–626。doi : 10.1038/nrd1458。PMID 15272499。S2CID 33620092 。
- ^ Fung BK、Hurley JB、Stryer L (1981年1月)。「視覚における光誘発性環状ヌクレオチドカスケードの情報の流れ」。米国科学アカデミー紀要。78 ( 1):152–6。Bibcode : 1981PNAS...78..152F。doi : 10.1073 / pnas.78.1.152。PMC 319009。PMID 6264430 。
- ^ Cerione RA、Sibley DR、Codina J、Benovic JL、Winslow J、Neer EJ、Birnbaumer L、Caron MG、Lefkowitz RJ、他 (1984 年 8 月)。「ホルモン感受性アデニル酸シクラーゼシステムの再構成。純粋なベータアドレナリン受容体とグアニンヌクレオチド調節タンパク質が、分解された触媒ユニットにホルモン応答性を付与する」。The Journal of Biological Chemistry。259 ( 16): 9979–82。doi : 10.1016/S0021-9258(18)90913-0。PMID 6088509。
- ^ May DC、Ross EM、Gilman AG、Smigel MD（1985年12月）。「3種類の精製タンパク質を用いたカテコールアミン刺激アデニル酸シクラーゼ活性の再構成」。The Journal of Biological Chemistry。260 （ 29 ）：15829–33。doi ： 10.1016/ S0021-9258 （17）36333-0。PMID 2999139 。
- ^ Strathmann MP 、 Simon MI (1991 年 7 月)。「G α 12 および G α 13 サブユニットは、G タンパク質αサブユニットの 4 番目のクラスを定義します」。米国科学アカデミー紀要。88 ( 13 ): 5582–6。Bibcode :1991PNAS... 88.5582S。doi : 10.1073 / pnas.88.13.5582。PMC 51921。PMID 1905812。
- ^ ab Qin K, Dong C, Wu G, Lambert NA (2011年8月). 「G(q)結合受容体およびG(q)ヘテロ三量体の不活性状態のプレアセンブリ」. Nature Chemical Biology . 7 (10): 740–7. doi :10.1038/nchembio.642. PMC 3177959. PMID 21873996 .
- ^ abcd Saroz, Yurii; Kho, Dan T.; Glass, Michelle; Graham, Euan Scott; Grimsey, Natasha Lillia (2019-10-19). 「カンナビノイド受容体2（CB 2 ）はG-alpha-sを介してシグナルを伝達し、ヒト初代白血球におけるIL-6およびIL-10サイトカイン分泌を誘導する」. ACS Pharmacology & Translational Science . 2 (6): 414–428. doi : 10.1021/acsptsci.9b00049 . ISSN 2575-9108. PMC 7088898. PMID 32259074 .
- ^ Zhuang, Xiaoxi; Belluscio, Leonardo; Hen, Rene (2000 年 8 月 15 日). 「G OLFα はドーパミン D 1 受容体シグナル伝達を仲介する」. The Journal of Neuroscience . 20 (16): RC91. doi :10.1523/JNEUROSCI.20-16-j0001.2000. ISSN 0270-6474. PMC 6772608. PMID 10924528 .
- ^ Schmidt CJ、Thomas TC、Levine MA、Neer EJ (1992年7月)。「Gタンパク質βおよびγサブユニット相互作用の特異性」。The Journal of Biological Chemistry。267 ( 20): 13807–10。doi : 10.1016/ S0021-9258 (19)49638-5。PMID 1629181。
- ^ Gulati S, Jin H, Masuho I, Orban T, Cai Y, Pardon E, Martemyanov KA, Kiser PD, Stewart PL, Ford CP, Steyaert J, Palczewski K (2018). 「選択的ナノボディ阻害剤によるGタンパク質レベルでのGタンパク質結合受容体シグナル伝達の標的化」. Nature Communications . 9 (1): 1996. Bibcode :2018NatCo...9.1996G. doi :10.1038/s41467-018-04432-0. PMC 5959942. PMID 29777099 .
- ^ Mohanasundaram, Boominathan; Dodds, Audrey; Kukshal, Vandna; Jez, Joseph M; Pandey, Sona (2022年4月4日). 「植物と藻類の系統におけるGタンパク質成分の分布と進化史」.植物生理学. 189 (3): 1519–1535. doi :10.1093/plphys/kiac153. PMC 9237705. PMID 35377452 .
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるヘテロ三量体 + G タンパク質
- EC3.6.5.1
