Białka G (heterotrimeryczne białka G) to białka błon biologicznych występujące w komórkach eukariotycznych, będące przekaźnikiem sygnałów powstających w wyniku bodźców zewnątrzkomórkowych (np. hormonów, czynników fizycznych) do białek efektorowych (np. białek regulujących funkcję kanałów jonowych czy enzymów katalizujących powstawanie lub rozpad innych enzymów przekazujących sygnały)

Występowanie białek G w organizmie:

• nabłonek węchowy

• mózg

• pręciki i czopki w siatkówce

• kubki smakowe

• wątroba

• nerki

• krtań

Rola białek G związana z ich miejscem występowania:

-odbiór wrażeń węchowych, wzrokowych i smakowych

-neurotransmisja

-wzrost i różnicowanie komórek

-wydzielanie hormonów

-regulacja ciśnienia krwi

-karcynogeneza

-wpływ na embriogenezę

Rodzaje białek G

Gαs (stymulujące białko dołączone do receptora Rs)- stymulacja cyklazy adenylanowej

Gαi (hamujące białko dołączone do

receptora Ri)- inhibicja cyklazy adenylanowej

Gαt- stymulacja fosfodiesterazy cGMP

Gαq- wzrost stężenia IP₃ i wapnia wewnątrz komórki

Gα13- stymulacja wymiany Na⁺ i H⁺

Budowa białek G

Zbudowane są z 3 podjednostek białkowych α,β, ɣ

1.podjednostka α składa się z 3 funkcjonalnych domen:

domena 1 (157 reszt aa)- wiąże nukleotydy guaninowe

domena 2 (127 reszt aa)- bierze udział w wiązaniu efektora

domena 3- zawiera miejsce wiązania receptora oraz podjednostek β i ɣ

2. podjednostki β i ɣ występują w formie kompleksu tworzącego funkcjonalną całość

podjednostka β (β₁- β₄)- ok.37,2 kDa, niezbędne do interakcji podjednostki α z receptorem, modulują aktywność cyklazy adenylanowej przez Gαs lub kalmodulinę

podjednostka ɣ (ɣ ₁- ɣ ₆)- 7,3- 8,5 kDa, stymulują aktywność fosfolipazy C oraz kanałów potasowych, biorą udział w fosforylacji i deaktywacji receptorów

Mechanizm działania

1. W stanie niepobudzonym zarówno receptor jak i białko G są nieaktywne i nie kontaktują się ze sobą

2. Aktywacja receptora przez zewnątrzkomórkową cząsteczkę sygnałową pozwala na połączenie się białka G z receptorem

3. Podjednostka alfa i kompleks beta-gamma dyfundują wzdłuż cytozolowej powierzchni błony komórkowej aż do napotkania jej białka docelowego.

4. Czas przez który podjednostka alfa i kompleks beta-gamma pozostaną rozdzielone i zdolne do działania jest ograniczony zachowaniem się podjednostki alfa. Ma ona wbudowaną właściwość GTP-azy czyli hydrolizowania GTP, co po pewnym czasie doprowadzi do zhydrolizowania związanego z GTP z GDP. Wtedy podjednostka alfa z powrotem łączy się z kompleksem beta-gamma i sygnał zostaje wyłączony.