このヘテロ三量体Gタンパク質は、理論上の脂質アンカーとともに図示されている。GDPは黒色、α鎖は黄色、β鎖とγ鎖は青色で示されている。
ヘテロ三量体Gタンパク質の3D構造ヘテロ三量体Gタンパク質は、膜結合型Gタンパク質であり、ヘテロ三量体複合体を形成します。ヘテロ三量体Gタンパク質と単量体Gタンパク質の最大の非構造的な違いは、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ており、これが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）機能を獲得し、 α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。αサブユニットへのGTPの結合は構造変化を引き起こし、αサブユニットはGタンパク質の残りの部分から解離します。一般的に、αサブユニットは下流のシグナル伝達カスケードのために膜結合型エフェクタータンパク質に結合しますが、β-γ複合体もこの機能を果たすことができます。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タンパク質には主に4つのファミリーがあります：Gi/Go、 Gq、Gs、およびG12/13。[ 2 ]
アルファサブユニット
Gタンパク質共役受容体活性化経路におけるGタンパク質の役割1980年代初頭に行われた再構成実験では、精製されたGα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ました。トランスデューシンのαサブユニット（Gt）のGTP型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（ Gs ）のαサブユニットのGTP型はホルモン感受性アデニル酸シクラーゼを活性化します[ 4 ] [ 5 ] 。同じ組織には複数の種類のGタンパク質が共存しています。例えば、脂肪組織では、交換可能なβ-γ複合体を持つ2種類の異なるGタンパク質がアデニル酸シクラーゼの活性化または阻害に使用されます。刺激性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ます。一方、抑制性ホルモンの受容体によって活性化された抑制性Gタンパク質のαサブユニットは、アデニル酸シクラーゼを阻害し、下流のシグナル伝達カスケードを遮断する可能性がある。
Gαサブユニットは、GTPaseドメインとαヘリックスドメインの2つのドメインから構成される。
少なくとも20種類のGαサブユニットが存在し、それらは4つの主要なグループに分けられます。この命名法は、それらの配列相同性に基づいています。[ 6 ]
Gβ-γ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、Gβγ複合体と呼ばれています。βサブユニットとγサブユニットにはそれぞれ異なるアイソフォームがあり、アイソフォームの組み合わせによっては二量体化が起こる場合もあれば、そうでない場合もあります。例えば、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サブユニットから解離します。
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多細胞動物モデルから逸脱している。例えば、多くの植物系統では、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）の喪失などが挙げられる。[ 12 ]さらに、Gタンパク質は双子葉植物の生存には必須ではないが、単子葉植物の生存には必須である。
参考文献
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）におけるヘテロ三量体+Gタンパク質
- EC 3.6.5.1
