G-білокспряжені рецептори

G-білокспряжені рецептори (GPCR, англ. G protein-coupled receptors)^[1] також відомі як рецептори, спряжені з G-білками чи 7TM-рецептори (сім-трансмембран, англ. 7 transmembrane) належать до найбільшої групи трансмембранних рецепторів. Це білки, які у відповідь на різноманітні сигнали, включаючи фотони світла, гормони, білки та ліпіди, активують поєднані з ними G-білки і передають сигнал всередину клітини.

Родопсин
Структура білка родопсин бикових. Родопсин належить до найбільшої, I чи клас А підродини G-білокспряжених рецепторів.
Ідентифікатори
Символ	Rhodopsin
Entrez	509933
PDB	1L9H
UniProt	P02699
Інша інформація

G-білокспряжені рецептори беруть участь у найрізноманітніших фізіологічних процесах, включаючи відчуття смаку, зору та запаху, регуляцію тиску крові, імунологічну відповідь, поведінку та настрій^[2].

Приблизно 30-40 % фармакологічних препаратів діють на G-білокспряжені рецептори, включаючи β-блокатори, опіоїдні агоністи, антигістаміни та блокатори ангіотензинових рецепторів^[2].

Сигнальні шляхи

Активація G-білокспряженого рецептору, фосфорилювання ГДФ α-субодиниці, від'єднання її від βγ-димеру, активація сигнальних шляхів клітини.

Докладніше: Сигнальні системи клітин

Докладніше: G-білки

Після активації GPCR сигнал передається на поєднаний з рецептором G-білок, хоча деякі G-білокспряжені рецептори можуть діяти й на інші сигнальні шляхи, що не включають G-білки (наприклад, рецептор тирозинкінази чи протеїнтирозинфосфатази)^[1].

Найбільшою родиною G-білків є гетеротримерні G-білки. Вони складаються з декількох субодиниць (α, β та γ). Активація GPCR призводить до фосфорилювання G-білку, а саме обмін ГДФ на ГТФ α-субодиниці, від якого G-білки й отримали свою назву. Фосфорильована α-субодиниця від'єднується від βγ-димеру. Вільні, вони можуть запускати різноманітні каскади біохімічних реакцій^[en] в клітині через вторинні месенджери^[3][1]. Мабуть, одним з найбільш відомих таких шляхів є шлях через інозитолтрифосфат^[en] (ІФ3) та діацилгліцерол (ДАГ).

Класифікація

У геномі людини існує приблизно 800 генів, що кодують G-білокспряжені рецептори і це робить їх найбільшою родиною клітинних рецепторів. Всі вони відповідають на велике різноманіття активаторів за хімічною структурою і фізичною природою, тим не менш деякі структурні гомології можна викреслити. GPCR ділять на 6 класів^[2][1]:

• Клас A, родопсин-подібні рецептори;
• Клас B, підродина секретин-подібних рецепторів;
• Клас C, метаботропні глутаматні рецептори;
• Клас D, рецептори грибів на феромони;
• Клас E, рецептори циклічного аденозинмонофосфату;
• Клас F, Smoothened та Frizzled^[en] рецептори.

Будова

Структура G-білокспряженого рецептора в мембрані. 1-7 — сім трансмембранних альфа-спіралей (TM1-TM7), COO^- — C-кінець та NH3⁺ — N-кінець білку, вони знаходяться по різні боки від плазматичної мембрани (сірий колір на рисунку), так, що C-кінець направлений всередину клітини, N-кінець — зовнішньоклітинний.

Станом на кінець 2014 року відома кристалічна структура 26 рецепторів, зв'язаних з їх агоністами, перша структура була отримана у 2007 році^[2].

G-білокспряжені рецептори мають 7 трансмембранних альфа-спіралей (TM1-TM7), які є переважно гідрофобними й складаються з 25-35 амінокислотних залишків (а.к.з.), внутрішньоклітинний C-кінець, 12-359 а.к.з., та зовнішньоклітинний N-кінець довжиною 7-595 а.к.з. Трансмембранні петлі формують бочкоподібну серцевину рецептора, ділянки між ними утворюють 3 езо- та 3 цитопетлі (ECL1-3 та ICL1-3, відповідно), довжиною у 5-230 амінокислотних залишків^[1].

Див. також

• Гормони
• Фактори транскрипції
• Іонні канали
• Механорецептор
• Фоторецептор

Джерела

• Шуба , Я. М. (2010). Основи молекулярної фізіології іонних каналів: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів (PDF) (Українська) . Київ: Наукова думка. с. 89—118. ISBN 978-966-00-1042-0. Архів оригіналу (PDF) за 29 листопада 2020. Процитовано 30 січня 2015.
• Вільям Френсіс Ґанонґ (2002). Фізіологія людини (Українська) . (Наук.ред.перекладу: М.Гжегоцький, В.Шевчук, О.Заячківська) (вид. 10). Львів: БаК. с. 36-43. ISBN 966-7065-38-3. {{cite book}}: |access-date= вимагає |url= (довідка)

Примітки

1. Шуба , Я. М. (2010). Основи молекулярної фізіології іонних каналів: навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів (PDF) (Українська) . Київ: Наукова думка. с. 89—118. ISBN 978-966-00-1042-0. Архів оригіналу (PDF) за 29 листопада 2020. Процитовано 30 січня 2015. [Архівовано 29 листопада 2020 у Wayback Machine.]
2. Eshan Ghosh, Punita Kumari, Deepika Jaiman & Arun K. Shukla (February 2015). Methodological advances: the unsung heroes of the GPCR structural revolution. Nature reviews. Molecular cell biology. 16 (2): 69—81. doi:10.1038/nrm3933. PMID 25589408.
3. Вільям Френсіс Ґанонґ (2002). Фізіологія людини (Українська) . (Наук.ред.перекладу: М.Гжегоцький, В.Шевчук, О.Заячківська) (вид. 10). Львів: БаК. с. 36-43. ISBN 966-7065-38-3.