Ponad 7000 publikacji medycznych!
Statystyki za 2021 rok:
odsłony: 8 805 378
Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu
© Borgis - Medycyna Rodzinna 3-4/2001, s. 145-147
Marek Modrzyński1, Edward Zawisza2, Bożena Tarchalska-Kryńska3, Piotr Rapiejko2
Receptory komórkowe i zasady komunikacji międzykomórkowej. Część III*. Receptory związane z białkami G (metabotropowe)
Cellular receptors and the base of intracellular communication. Part III. Receptors connected with G proteins (metabotropic)
1 z Poradni Alergologicznej N.Z.O.Z. EUROMEDICA-SPEC w Grudziądzu
Kierownik Poradni: dr n. med. Marek Modrzyński
2 z Polikliniki Alergologii CSK AM w Warszawie
Kierownik Polikliniki: prof. dr hab. med. Edward Zawisza
3 z Zakładu Farmakologii Klinicznej i Doświadczalnej AM w Warszawie
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. med. Andrzej Członkowski
Summary
In the third part of the study the authors present the principles of functioning of the greatest receptor group that is receptors connected with G proteins. Attention is called to the participation of these receptors in a number of metabolic processes.



Wiadomości ogólne
W 1994 roku dwaj Amerykanie, Martin Rodbell i Alfred Gilman otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny i fizjologii za odkrycie tzw. białek G i wyjaśnienie ich roli w przekazywaniu informacji w obrębie komórki. Badacze ci wykazali m.in., że przepływ informacji od receptora do efektora odbywa się przy udziale jednego uniwersalnego mechanizmu, w którym pośredniczą właśnie białka G, bez względu na różnice w budowie pierwotnej substancji sygnalizacyjnej.
Receptory związane z białkami G stanowią największą i najbardziej funkcjonalnie zróżnicowaną grupę. Opisano ich setki rodzajów na komórkach zwierząt. Są to m.in. receptory dla neuromodulatorów i neuroprzekaźników, niektórych hormonów i rodopsyny.
Receptory te kontrolują następujące procesy:
– aktywność fosfolipazy C oraz syntezę jej wtórnych przekaźników,
– aktywność cyklazy adenylowej i syntezę cAMP,
– kanały jonowe (np. maxi-K, Ca),
– aktywność fosfolipazy A2, a więc kaskadę kwasu arachidonowego,
– aktywność fosfodiesterazy cGMP (w przypadku rodopsyny).
Pomimo, że tak jak już wspomniano, pobudzające cząsteczki sygnałowe mogą być bardzo różnorodne, to wszystkie współpracujące z białkami G receptory mają identyczny plan budowy. Każdy z tych receptorów ma mianowicie postać a-helisy siedmiokrotnie przebijającej dwuwarstwową błonę białkowo-lipidową. Po związaniu się substancji sygnalizacyjnej z zewnątrzkomórkową częścią receptora dochodzi do zmiany konformacji jego części wewnątrzkomórkowej, co umożliwia oddziaływanie z białkiem G. Najbardziej znanym receptorem o takiej budowie jest receptor b2, lecz podobnie zbudowane są też inne receptory adrenergiczne, większość cholinergicznych, receptory histaminowe i wiele innych.
Wszystkie białka G mają podobnie, jak receptory z nimi związane identyczny plan budowy i tworzą rodzinę trójpodjednostkowych, homologicznych białek wiążących i hydrolizujących GTP. Złożone są mianowicie z 3 podjednostek: a, b i g. Klasyfikacja białek G zaproponowana przez Heplera i Gilmana oparta jest na właściwościach podjednostki a. Zgodnie z tym podziałem wyróżnia się cztery typy białek G: Gs, Gi, Gq i G12.
Nie wdając się w szczegółowe różnice pomiędzy tymi typami stwierdzić można, że podjednostka a w stanie niepobudzonym połączona jest z cząsteczką GDP, co powoduje, że białko G jako całość jest nieaktywne (o czym była mowa w poprzedniej części tego opracowania). Związanie ligandu przez receptor prowadzi do wymiany cząsteczki GDP na GTP. Powoduje to rozpad białka G na dwie składowe – kompleksy a-GTP i bg, które mogą swobodnie dyfundować w płaszczyźnie błony komórkowej. Oba powstałe kompleksy, które są aktywne, oddziaływać mogą z kolei z innymi cząsteczkami białkowymi, rozlokowanymi w błonie komórkowej, a te przenoszą sygnał jeszcze dalej do ostatecznych miejsc przeznaczenia, tworząc opisywane w poprzednim odcinku kaskady sygnalizacyjne.
Czas funkcjonalnej aktywności składowych białek G jest uwarunkowany wewnętrzną zdolnością podjednostki a do hydrolizy związanego z nią GTP z powrotem do GTP. Gdy hydroliza ta dojdzie do skutku, cząsteczki a oraz bg łączą się ponownie w nieaktywne biologicznie białko G.
Przy okazji warto zauważyć, że aktywność receptora utrzymuje się tak długo, jak długo związana jest z nim cząsteczka sygnałowa, co wiąże się z kolei z możliwością „równoczesnej” aktywacji nawet tysięcy cząsteczek białek G, prowadząc do amplifikacji odebranego sygnału.
Punkty uchwytu dla białek G
Białkami docelowymi dla aktywnych składowych białek G mogą być kanały jonowe lub enzymy zlokalizowane w błonie komórkowej.
I. Kanały jonowe
W tym przypadku po związaniu się fragmentu białka G dochodzi do otwarcia lub zamknięcia kanału jonowego. Dobrym przykładem jest tutaj mechanizm regulacji częstości akcji serca przez układ przywspółczulny. Uwolniona acetylocholina wiąże się z receptorem M, aktywacji i rozpadowi ulega białko G, a powstały na tej drodze kompleks bg łączy się z cytoplazmatycznym fragmentem kanału potasowego komórki mięśnia sercowego, powodując jego otwarcie. Na skutek powstałych przemieszczeń jonowych dochodzi w następstwie do zwolnienia akcji serca. Hydroliza GTP związanego z cząsteczką a powoduje ponowne przejście białka G w stan nieaktywny, a kanał jonowy ulega zamknięciu.
Innym przykładem kanałów jonowych regulowanych przez białka G są kanały maxi-K, w obrębie mięśniówki gładkiej drzewa oskrzelowego. Związanie b2-agonisty przez receptor prowadzi do zamknięcia tych kanałów. Prowadzi to do wzrostu stężenia potasu w komórce, przez co staje się ona mniej wrażliwa na inne bodźce mogące wywołać jej skurcz. Pośrednio prowadzi to też do spadku stężenia potasu w surowicy krwi, co jest znanym objawem ubocznym obserwowanym po zastosowaniu b2-agonistów.
II. Enzymy błonowe
Najczęstszymi enzymami docelowymi dla białek G są cyklaza adenylowa i fosfolipaza C.
W przeciwieństwie do bardzo szybkiej odpowiedzi komórki po oddziaływaniu białek G z kanałami jonowymi, po ich związaniu się z enzymem, odpowiedź ta jest znacznie wolniejsza i bardziej złożona, gdyż stanowi najczęściej dopiero początek całej, często złożonej kaskady sygnalizacyjnej.
1. Szlak cyklazy adenylowej

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
  • Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
  • Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
  • Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.

Opcja #1

24

Wybieram
  • dostęp do tego artykułu
  • dostęp na 7 dni

uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony

Opcja #2

59

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 30 dni
  • najpopularniejsza opcja

Opcja #3

119

Wybieram
  • dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
  • dostęp na 90 dni
  • oszczędzasz 28 zł
Piśmiennictwo
1. Barańska J.: Białka G – Nagroda Nobla 1994, Post. Biol. Kom., 1994, 21, 479-488. 2. Gilman A.G.: G proteins; transducers of receptor generated signals. Annu. Rev. Biochem., 1987, 56:615-649. 3. Jakóbisiak M. (red.): Immunologia, PWN 1998. 4. Kwiatkowska J.: Białko G jako uniwersalny łącznik w transmisji sygnałów z receptorów błonowych na ich efektory, Post. Biochem., 1988, 34:123-130. 5. Kwiatkowska-Korczak J.: Białka G – budowa i rola w przekazywaniu sygnałów. W: „Molekularne mechanizmy przekazywania sygnałów w komórce” (L. Konarska – red.), PWN, W-wa, 1995, 104-117. 6. Solomon P.E., Berg L.R., Martin W.D., Ville C.A.: Biologia, Multico, Warszawa 1998.
Medycyna Rodzinna 3-4/2001
Strona internetowa czasopisma Medycyna Rodzinna