البروتين ج الثلاثي المغاير (Heterotrimeric G protein) هي بروتينات ج مرتبطة بالغشاء، ويشار إليها أحيانا باسم بروتينات ج الكبيرة (لتمييزها عن أقسام فرعية أصغر وهي الجتبازات الصغيرة أحادية الوحدات). تُنشَّط هذه البروتينات بواسطة مستقبلات مقترنة بها وتتكون من ثلاث وحدات فرعية مغايرة: ألفا (α)، بيتا (β)، غاما (γ)، وتشكل الوحدتين الأخيرتين مركبا يسمى مركب بيتا-غاما.
توجد أربع عائلات رئيسية من بروتينات ج وذلك حسب الوحدة الفرعية ألفا التي تحتويها: Gs، Gq، Gi/Go و G12/13.[1]
وحدات فرعية ألفا
- مقالة مفصلة: وحدة فرعية ألفا ج
أظهرت تجارب إعادة بناء أجريت في بداية العقد 1980 أن وحدات Gα المنقاة يمكن أن تشط بكش لمباشر إنزيمات مستفعلة. تُنشط الوحدة الفرعية ألفا المرتبطة بالـGTP الخاصة بالترانسدوكن (Gt) فسفودايستراز GMP الحلقي من القطع الخارجية لنبابيت الشبكية،[2] وتنشط الوحدة الفرعية ألفا المرتبطة بالـGTP الخاصة ببروتين ج المحفز (Gs) محلقة الأدينيلات الحساسة للهرمون.[3][4]
تتكون وحدات ألفا من نطاقين: نطاق الجتباز ونطاق الإدخال اللولبي.
يوجد على الأقل 20 وحدة ألفا فرعية مختلفة ن وهي مقسمة إلى أربع مجموعات رئيسية. هذه التسميات الاصطلاحية مبنية على تماثل التسلسل:[5]
| عائلة البروتين ج | الوحدة الفرعية ألفا (α) | الجين | توصيل الإشارة | الاستخدام/المستقبلات (أمثلة) | تؤثر على (أمثلة) |
|---|---|---|---|---|---|
| عائلة Gi[6] | |||||
| Gi/o | • αi • αo |
• GNAO1 • GNAI1 • GNAI2 • GNAI3 |
تثبيط محلقة الأدينيلات، فتح قنوات K+ (عبر مركب β/γ)، غلق قنوات Ca2+ | • مستقبلات المسكارين M2 وM4[7] • مستقبلات الكيموكين • المستقبل الأدرناليني α2 • مستقبلات السيروتونين 5-HT1 • مستقبلات الهستامين H3و H4 • مستقبلات الدوبامين المماثلة لـD2. |
انقباض العضلات الملساء، نشاط عصبونات الاكتئاب. |
| Gt | • αt (ترانسدوسن) | • GNAT1 • GNAT2 | تنشيط فسفودايستراز 6 | رودوبسين | الرؤية |
| Ggust | • αgust (غوستدوسن) | GNAT3 | تنشيط فسفودايستراز 6 | مستقبلات التذوق | التذوق |
| Gz | αz | GNAZ | تثبيط محلقة الأدينيلات | الصفائح الدموية | الحفاظ على التوازن الأيوني في سوائل اللمف المحيطي والجواني القوقعية. |
| عائلة Gs [8] | |||||
| Gs | αs | GNAS | تنشيط محلقة الأدينيلات | • المستقبل الأدرناليني β • مستقبلات السيروتونين 5-HT4 و5-HT6 و5-HT7 • مستقبلات الدوبامين المماثلة لـD1 • مستقبلات الهستامين H2 |
زيادة معدل دقات القلب، استرخاء العضلات الملساء، تنشيط النشاط العصبوني |
| Golf | αolf | GNAL | تنشيط محلقة الأدينيلات | المستقبلات الشمية | الشم |
| عائلة Gq [9] | |||||
| Gq | • αq • α11 • α14 • α15 • α16 |
• GNAQ • GNA11 • GNA14 • GNA15 |
تنشيط الفوسفوليباز C | • المستقبل الأدرناليني α1 • مستقبلات المسكارين M1 ،M3 وM5[7] • مستقبلات الهستامين H1 • مستقبلات السيروتونين 5-HT2 |
انقباض العضلات الملساء، تدفق أيونات Ca2+ |
| عائلة G12/13 [10] | |||||
| G12/13 | α12, α13 | • GNA12 • GNA13 | تنشيط عائلة Rho من الجتبازات | وظائف الهيكل الخلوي، انقباض العضلات الملساء. | |
مركب بيتا-غاما ج
- مقالة مفصلة: مركب بيتا-غاما ج
الوحدتان الفرعيتان β وγ مرتبطتان بشكل وثيق مع بعضهما ويشار إليهما بمركب بيتا-غاما ج. بعد تنشيط المستقبل المقترن بالبروتين ج، ينفصل مركب Gβγ عن الوحدة الفرعية ألفا ج وذلك بعد استبدال ترابطها من GDP إلى GTP.
بعد انفصاله، يعمل المركب الحر Gβγ كجزيء تأشير عبر تنشيط رسل ثوانٍ أو فتح وغلق القنوات الأيونية مباشرة. على سبيل المثال: حين يرتبط مركب Gβγ بمستقبلات الهستامين فإن بمقدوره تنشيط الفوسفوليباز A2، وتقوم مركبات Gβγ المرتبطة بمستقبلات أستيل كولين المسكارينية بالفتح المباشر لقناة أيون البوتاسيوم الداخلي المعدل (GIRK)،[11] كما يمكنها تنشيط قنوات الكالسيوم من النوع L كما هو الحال عند ارتباطها بمستقبل الهستامين هـ3.
مراجع
- Nature Reviews Drug Discovery GPCR Questionnaire Participants (July 2004). "The state of GPCR research in 2004". Nature Reviews. Drug Discovery (الطبعة 3). 3 (7): 575, 577–626. doi:10.1038/nrd1458. PMID 15272499. مؤرشف من الأصل في 23 مايو 2008.
- Fung BK, Hurley JB, Stryer L (January 1981). "Flow of information in the light-triggered cyclic nucleotide cascade of vision". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 78 (1): 152–6. doi:10.1073/pnas.78.1.152. PMC . PMID 6264430.
- Cerione RA, Sibley DR, Codina J, Benovic JL, Winslow J, Neer EJ, Birnbaumer L, Caron MG, Lefkowitz RJ, et al. (August 1984). "Reconstitution of a hormone-sensitive adenylate cyclase system. The pure beta-adrenergic receptor and guanine nucleotide regulatory protein confer hormone responsiveness on the resolved catalytic unit". The Journal of Biological Chemistry. 259 (16): 9979–82. PMID 6088509.
- May DC, Ross EM, Gilman AG, Smigel MD (December 1985). "Reconstitution of catecholamine-stimulated adenylate cyclase activity using three purified proteins". The Journal of Biological Chemistry. 260 (29): 15829–33. PMID 2999139.
- Strathmann MP, Simon MI (July 1991). "G alpha 12 and G alpha 13 subunits define a fourth class of G protein alpha subunits". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (13): 5582–6. doi:10.1073/pnas.88.13.5582. PMC . PMID 1905812.
- إنتربرو: IPR001408
- Qin K, Dong C, Wu G, Lambert NA (August 2011). "Inactive-state preassembly of G(q)-coupled receptors and G(q) heterotrimers". Nature Chemical Biology. 7 (10): 740–7. doi:10.1038/nchembio.642. PMC . PMID 21873996.
- إنتربرو: IPR000367
- إنتربرو: IPR000654
- إنتربرو: IPR000469
- 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). "Targeting G protein-coupled receptor signaling at the G protein level with a selective nanobody inhibitor". Nature Communications. 9. doi:10.1038/s41467-018-04432-0. PMC . PMID 29777099.