Hvordan virker G Protein Coupled Receptors
Share
G-protein-koplede reseptorer (GPCR) er den mest varierte gruppen av membranreseptorer i eukaryoter. Hovedfunksjonen til GPCR er å oppdage lysenergi eller næringsstoffer utenfor cellen og for å aktivere signaltransduksjonsbaner inne i cellen. Til slutt utløser GPCRer mobilresponser. Agonister (kjemikalier som binder til en reseptor for å produsere en cellulær respons ved å aktivere reseptoren) som binder seg til GPCR kan være et hormon, en neurotransmitter eller en ekstern stimuli som en lukt eller en feromon. Ved binding av en agonist aktiverer GPCR det tilknyttede G-protein for initiering av en bestemt cellulær mekanisme.
Nøkkelområder dekket
1. Hva er G Protein Coupled Receptor
- Definisjon, struktur, rolle
2. Hvordan virker G Protein Coupled Receptors
- Mekanisme for G-proteinaktivering
Nøkkelbetingelser: Effektor Enzym, G Protein, BNP (Guanosindiphosphat), G-Proteinkopplede Reseptorer (GPCR), GTP (Guanosintrifosfat), Andre Messengers
Hva er en G-proteinkopplet reseptor
G-proteinkopplede reseptorer (GPCR) er den største klassen av membranproteiner i eukaryoter, som medierer de fleste fysiologiske responsene til hormoner, nevrotransmittere og miljøstimulerende midler. De er også ansvarlige for syn, lukt og smak. En av hovedtrekkene til GPCR er tilstedeværelsen av syv membran-spenner a-helikser som er sammenkoplet med alternative intracellulære og ekstracellulære sløyfeområder. En human GPCR er vist i Figur 1.
Figur 1: GPCR
Hovedrollen til en GPCR er å aktivere et heterotrimert G-protein ved binding av en agonist til reseptoren.
Hvordan virker G Protein Coupled Receptors
GPCR er en type reseptorer funnet på cellemembranen. Når agonisten binder seg til GPCR, finner en rekke reaksjoner sted for å utløse en cellulær respons. Trinnene involvert i utløsing av en cellulær respons ved aktivering av GPCR er beskrevet nedenfor.
- Når G-Protein-koblet reseptoren ikke er bundet til en agonist, forblir den inaktiv. G-proteinet forblir også inaktivt på cellemembranen. De tre underenhetene av G-proteinet er Gsa, Gp og Gy. Den inaktive tilstanden til G-proteinet inneholder en bundet BNP til Gsα-domenet.
- Ved binding av en ligand / agonist, slik som hormoner eller nevrotransmittere, gjennomgår GPCR en konformasjonsendring som aktiverer sitt GEF-domene. Endringen i konformasjonen i GPCR muliggjør binding av G-protein til GEF-domenet. BNP av G-proteinet erstattes av en GTP ved virkning av GEF-domene, aktivering av G-proteinet. GEF-domenet aktiverer monomer GTPase for å erstatte BNP fra en GTP.
- Ved aktivering dissocierer Gsa-domenet fra GPCR-G-proteinkomplekset og binder til effektorenzymet på cellemembranen for å aktivere det. Det aktiverte effektor-enzymet kan være adenylyl-cyklase, fosfolipase C osv. Det genererer andre budbringere som cAMP, inositol 1,4,5-trifosfat, 1,2-diacylglycerol etc. Disse andre budbringere aktiverer forskjellige typer proteiner i cytosolen å generere en bestemt cellulær respons. Andre budbringere er de initierende komponentene i de intracellulære signaltransduksjonskaskader, som aktiverer en bestemt cellulær mekanisme.
- Hydrolysen av GTP til BNP i Gsa-domenet dissocieres fra effektorenzymet, deaktiverer enzymet.
Handlingsmekanismen til GPCR er vist i figur 2.
Figur 2: GPCR-virkningsmekanisme
Konklusjon
Den G-proteinkoblede reseptoren er den mest omfattende typen reseptorer på cellemembranen til eukaryoter. Det medierer cellulære funksjoner ved aktivering ved binding av agonister, slike hormoner, nevrotransmittere eller eksterne stimuli. Aktiveringen av GPCR fører til aktiveringen av G-protein på cellemembranen. Det aktiverte G-protein binder seg til et effektor-enzym på cellemembranen for å generere andre budbringere som utløser cellulære responser i cytosolen.
Henvisning:
1. "GPCR." Nature News, Nature Publishing Group, tilgjengelig her.
Bilde Courtesy:
1. "Beta-2-adrenerg-reseptor" Av Opabinia regalis - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "G protein" Av Tpirojsi - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
