Białko G – zgodnie z definicją – to rodzina polimorficznych białek adaptorowych, które wiążą nukleotydy guaninowe (GTP i GDP) i pełnią rolę molekularnych przełączników w sygnalizacji komórkowej. Mówiąc w znacznym uproszczeniu, bierze udział w przekaźnictwie hormonalnym, neuroprzekaźnictwie, regulacji kanałów jonowych i wielu innych procesach komórkowych.
Co to jest białko G?
Omawiana cząsteczka to bardzo ważne z punktu widzenia biologii białko adaptorowe, współpracujące z tzw. receptorami metabotropowymi znajdującymi się w błonie komórkowej. Zalicza się do grona białek GTP-azowych, co oznacza, że potrafi hydrolizować GTP (guanozynotrifosforan) do GDP (guanozynodifosforanu) — to kluczowy mechanizm aktywacji i dezaktywacji sygnału.
Białko G w stanie nieaktywnym jest heterotrimerem zbudowanym z podjednostek α, β i γ. Podjednostka α jest GTPazą i w stanie nieaktywnym wiąże się z nią nukleotyd GDP. Podjednostki α i γ zakotwiczają się w błonie komórkowej poprzez kowalencyjnie związane z nimi kwasy tłuszczowe. Stwierdzono, że białko G występować może w wielu izoformach. Obecnie poznano 20 podjednostek α, 6 podjednostek β i 12 podjednostek γ.
Budowa białka G
Białko G jest heterotrimerem, co oznacza, że składa się z trzech podjednostek:
- α (alfa) – wiąże GTP/GDP i wykazuje aktywność enzymatyczną;
- β (beta) i γ (gamma) – tworzą stabilny kompleks, który współdziała z podjednostką α.
W stanie spoczynkowym podjednostka α wiąże się z GDP i tworzy kompleks z βγ. Po aktywacji przez receptor (np. sprzężony z białkiem G), GDP zostaje wymienione na GTP. To sprawia, że rozpada się kompleks: α-GTP i βγ mogą niezależnie aktywować różne enzymy i kanały jonowe. Z kolei po zakończeniu sygnalizacji α hydrolizuje GTP do GDP i ponownie łączy się z βγ.
Białko G – funkcje
Pojawienie się w komórce białka Gα jest równoznaczne z przekazem informacji, że receptor związał się z pierwotną cząsteczką sygnałową. Przez długi czas uważano, że dimer βγ nie odgrywa żadnej roli w przekazywaniu sygnału. Współcześnie wiadomo jednak, że może on wpływać na aktywność enzymów wytwarzających wtórne cząsteczki sygnałowe. Dokładne role białka G można przedstawić następująco:
- transdukcja sygnału – białka G aktywują lub hamują różne enzymy i kanały jonowe;
- regulacja enzymów – wyróżniamy białka G stymulujące (aktywują cyklazę adenylanową, zwiększając poziom cAMP — ważnego przekaźnika wtórnego) oraz białka G hamujące (blokują cyklazę adenylanową, zmniejszając produkcję cAMP);
- wpływ na kanały jonowe – bezpośrednia regulacja kanałów potasowych i wapniowych, wpływając tym samym na pobudliwość komórek nerwowych i mięśniowych;
- uczestnictwo w procesach fizjologicznych – neuroprzekaźnictwo, przekaźnictwo hormonalne (pośredniczą w działaniu między innymi hormonów jak adrenalina, glukagon czy wazopresyna), uczestnictwo w odbiorze bodźców zapachowych, wzrokowych i smakowych.
Warto zaznaczyć, że zaburzenia w funkcjonowaniu białek G mogą prowadzić do chorób takich jak rzekoma niedoczynność przytarczyc, cholera czy krztusiec.
Bibliografia
- Andrejko M., Mizerska-Kowalska M., Zdzisińska B., Receptory związane z białkami G w odporności wrodzonej bezkręgowców, Problemy Nauk Biologicznych, 4/2017.
- Mazerski J., Przekazywanie sygnałów.
