РЫБАЛКО АЛЕКСАНДРА ЧЕРКАСОВ ЕГОР СТУДЕНТЫ 109 ГРУППЫ Рецепторы, связанные с G- белком

G-белки (англ. G proteins) это семейство белков, относящихся к ГТФазам и функционирующих в качестве вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных каскадах. G-белки названы так, поскольку в своём сигнальном механизме они используют замену GDP (гуанозиндифосфат) на GTP (гуанозинтрифосфат) как молекулярный функциональный «выключатель» для регулировки клеточных процессов.

GPCR Рецепторы, сопряжённые с G-белком, (англ. G-protein-coupled receptors, GPCRs), также известные как семи спиральные рецепторы или серпентины, составляют большое семейство трансмембранных рецепторов. GPCR выполняют функцию активаторов внутриклеточных путей передачи сигнала, приводящими в итоге к клеточному ответу.

Рецепторы этого семейства обнаружены только в клетках эукариот: у дрожжей, растений, хоанофлагеллят и животных. Эндогенные лиганды-агонисты, которые связываются и активируют эти рецепторы, включают гормоны, нейромедиаторы, светочувствительные вещества, пахучие вещества, феромоны и варьируют в своих размерах от небольших молекул и пептидов до белков. Нарушение работы GPCR приводит к возникновению множества различных заболеваний, а сами рецепторы являются мишенью до 40 % выпускаемых лекарств.

Классификация Семейство GPCR подразделяют на 6 классов на основании гомологии их аминокислотных последовательностей и функционального сходства: Класс A (или 1) (Родопсиноподобные рецепторы) Класс B (или 2) (Рецепторы секретинового семейства) Класс C (или 3) (Метаботропные глутаматные рецепторы) Класс D (или 4) (Рецепторы феромонов спаривания грибков) Класс E (или 5) (Рецепторы цАМФ) Класс F (или 6) (Frizzled/Smoothened) Человеческий геном кодирует порядка 350 рецепторов, связанных с G-белками, которые связывают гормоны, факторы роста и другие эндогенные лиганды. Функция около 150 рецепторов, обнаруженных в геноме человека, остаётся невыясненной.

Физиологическая роль зрение: опсины используют реакцию фотоизомеризации для превращения электромагнитного излучения в клеточные сигналы. Родопсин, например, использует превращение 11-цис-ретиналя в полностью-транс- ретиналь для этой цели; обоняние: рецепторы обонятельного эпителия связывают пахучие вещества (обонятельные рецепторы) и феромоны (вомероназальные рецепторы); регуляция поведения и настроения: рецепторы в мозге млекопитающих связывают несколько различных нейромедиаторов, включая серотонин, дофамин, гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и глутамат;

регуляция активности иммунной системы и воспаления: хемокиновые рецепторы связывают лиганды, которые осуществляют межклеточную коммуникацию в иммунной системе; рецепторы, такие как гистаминовый рецептор, связывают медиаторы воспаления и вовлекают определенные типы клеток в воспалительный процесс; функционирование вегетативной нервной системы: как симпатическая, так и парасимпатическая нервная система регулируются посредством рецепторов, связанных с G-белками, ответственных за многие автоматические функции организма, такие как поддержание кровяного давления, частоты сердечных сокращений и пищеварительных процессов.

Структура рецептора Рецепторы, сопряжённые с G-белками, имеют семь α-спиралей, пронизывающих мембрану

Механизм Рецепторы, сопряжённые с G- белком, активируются внешним сигналом в виде лиганда. Это создаёт конформационные изменения в рецепторе, вызывающие активацию G-белка. Дальнейший эффект зависит от типа G-белка. После присоединения агониста к рецептору изменяется конформация рецепторного белка. μ-Опиоидный рецептор со своим агонистом

Механизм а-Субъединица отдает ГДФ и присоединяет ГТФ, затем отделяется от двух других субъединиц, вступает в контакт с эффекторным белком и изменяет его функциональное состояние. И β, и γ-субъединицы способны связываться с эффекторными белками (А)

Механизм К G-белок-связанным рецепторам относятся мускариновые холинорецепторы, рецепторы к норадреналину, адреналину, допамину, гистамину, морфину, простагландинам, лейкотриенам и другим веществам и гормонам. Некоторые G-белки воздействуют на белки каналов и способствуют открытию каналов. Таким образом активируются К+-каналы (действие ацетилхолина на синаптическом уровне; влияние опиоидов на передачу возбуждения в нервных клетках).

Механизм