Receptory sdružené s G proteiny (G protein-coupled receptor, GPCR)
Receptory spojené s G-proteinem jsou velmi evolučně staré, vyskytují se od hub po člověka. Přenášení obrovské množství různých signálů od fotonu (v případě rodopsinu, který byl prvním objeveným proteinem tohoto typu) přes ionty, aminy po velké glykoproteidy.
Všechny mají obdobnou strukturu. Obsahují 7 hydrofobních sekvencí, které zakotvují receptor na membráně, kterou receptor sedmkrát prochází. Vznikají tak 3 extra a 3 intracelulární kličky. Stěžejní je N-terminální extracelulární část, sloužící pro vazbu ligandu a intracelulární C-terminální konec, který se asociuje s G-proteinem.
Vazba ligandů na velkou skupinu receptorů buněčné membrány aktivuje velmi důležitý proteinový komplex signální transdukce, který se nazývá G-protein. Ten aktivuje efektorové enzymy, generující uvnitř buňky signální molekuly, zvané druzí poslové (second messenger). Bylo popsáno více než 1000 G proteinů spojených s receptory GPCR. Ačkoliv tyto receptory váží různé hormony (ligandy) a mohou zprostředkovávat různé buněčné odpovědi, mechanismus jejich účinku je podobný a má i stejné vlastnosti:
· aminokyselinová sekvence obsahuje
asi 22-24 hydrofobních zbytků, které tvoří
7 transmembránových a-helixů (H1 až H7).
· klička v cytoplasmě mezi helixem 5 a 6 (C3) a C-terminální segment (C4) jsou důležité pro interakci s G-proteinem.
· signální molekula navázaná (nebo
zachycený signální impuls) na receptor sdružený
s G-protein působí jako molekulový spínač a vypínač. Ten je ve stavu
„vypnuto“, když je napojen na GDP (guanosindifosfát); vazba ligandu na receptor
způsobuje, že G-protein uvolňuje z vazby GDP a váže GTP, což navodí
stav „zapnuto“.
· aktivovaný G-protein se pak naváže na efektorové enzymy, tím je aktivuje (nebo inhibuje), což katalyzuje tvorbu druhého posla.
· Hydrolýza GTP, vázaného na G-protein, uvede G-protein opět do inaktivního stavu.
Schéma obecné struktury membránových receptorů sdružených s G-proteinem
Další informace
Jaroslav Masopust
Jan Čáp