Субъединица альфа-белка G q представляет собой семейство гетеротримерных альфа-субъединиц G-белка . Это семейство также обычно называют семейством G q/11 ( G q /G 11 ) или семейством G q/11/14/15, чтобы включить в него близкородственных членов семейства. Субъединицы G альфа могут называться G q alpha, G αq или G q α. Белки G q соединяются с рецепторами, сопряженными с G-белком, для активации ферментов фосфолипазы C бета-типа (PLC-β). PLC-β, в свою очередь, гидролизует фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфат (PIP 2 ) до диацилглицерина (DAG) и инозитолтрифосфата (IP 3 ). IP 3 действует как вторичный мессенджер для высвобождения накопленного кальция в цитоплазму, в то время как DAG действует как вторичный мессенджер, активирующий протеинкиназу C (PKC).
У человека в семействе субъединиц Gq альфа имеется четыре различных белка :
Основная функция G q заключается в активации внутриклеточных сигнальных путей в ответ на активацию рецепторов, сопряженных с G-белком (GPCR) на поверхности клетки . GPCR функционируют как часть трехкомпонентной системы рецептор-трансдуктор-эффектор. [1] [2] Трансдуктором в этой системе является гетеротримерный G-белок , состоящий из трех субъединиц: белка Gα, такого как G αq , и комплекса из двух тесно связанных белков, называемых Gβ и Gγ, в комплексе Gβγ . [1] [2] При отсутствии стимуляции рецептором Gα связывается с гуанозиндифосфатом (GDP) и с Gβγ, образуя неактивный тример G-белка. [1] [2] Когда рецептор связывает активирующий лиганд вне клетки (например, гормон или нейротрансмиттер ), активированный рецептор действует как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов, способствуя высвобождению GDP из Gα и связыванию гуанозинтрифосфата (GTP) , что приводит к диссоциации GTP-связанного Gα из Gβγ. [1] [2] Последние данные свидетельствуют о том, что Gβγ и Gαq-GTP могут поддерживать частичное взаимодействие через область N-α-спирали Gαq. [3] Затем GTP-связанные Gα и Gβγ освобождаются для активации соответствующих им сигнальных ферментов.
Все белки G q/11/14/15 активируют фосфолипазу C бета-типа (PLC-β) для передачи сигнала через сигнальные пути кальция и PKC. [4] Затем PLC-β расщепляет специфический фосфолипид плазматической мембраны , фосфатидилинозитол 4,5-бисфосфат (PIP 2 ) на диацилглицерол (DAG) и инозитол 1,4,5-трифосфат (IP 3 ). DAG остается связанным с мембраной, а IP 3 высвобождается в виде растворимой молекулы в цитоплазму . IP 3 диффундирует, чтобы связаться с рецепторами IP 3 , специализированным кальциевым каналом в эндоплазматическом ретикулуме (ER). Эти каналы специфичны для кальция и позволяют проходить кальцию только из ER в цитоплазму. Поскольку клетки активно секвестрируют кальций в ЭР, чтобы поддерживать низкие уровни цитоплазмы, это высвобождение приводит к увеличению цитозольной концентрации кальция, вызывая каскад внутриклеточных изменений и активности через кальцийсвязывающие белки и кальцийчувствительные процессы. [4]
ДАГ работает вместе с высвобождаемым кальцием, активируя определенные изоформы PKC, которые активируются для фосфорилирования других молекул, что приводит к дальнейшему изменению клеточной активности. [4]
Мутация Gαq/Gα11 (Q209L) связана с развитием увеальной меланомы, а ее фармакологическое ингибирование (ингибитор циклического депсипептида FR900359) снижает рост опухоли в доклинических испытаниях. [5] [6]
Следующие рецепторы, сопряженные с G-белком, соединяются с субъединицами Gq :
По крайней мере, некоторые Gq-сопряженные рецепторы (например, мускариновый ацетилхолиновый рецептор M 3 ) могут быть обнаружены предварительно собранными (предварительно связанными) с G q . Общий многоосновный домен в C-хвосте G q -сопряженных рецепторов, по-видимому, необходим для предварительной сборки этого рецептора -G белка. [7]
