Gタンパク質

名前の下 Gタンパク質 ヌクレオチドのグアノシン二リン酸（GDP）とグアノシン三リン酸（GTP）を結合できる不均一なタンパク質のグループです。

それらは、細胞内および細胞内の細胞外シグナルの伝達および「翻訳」において重要な役割を果たします。膜ベースのヘテロ三量体Gタンパク質は、細胞外および細胞内空間の間のメディエーターであり、細胞のサイトゾルにあるいわゆる小さなGタンパク質は、細胞内のシグナルの伝達を確実にします。

Gタンパク質とは何ですか？

GTPasesとしても知られるGタンパク質は、細胞内外への細胞外シグナルの伝達に重要な役割を果たすタンパク質の不均一なグループを表します。すべてのGタンパク質は、ヌクレオチドGTPおよびGDPに結合できるという事実を特徴としています。

それらは、膜結合ヘテロ三量体Gタンパク質と、いわゆる小さな単量体Gタンパク質の2つの大きなグループに分けることができます。単量体のGタンパク質は細胞のサイトゾルにあり、細胞内のシグナル伝達のためのセカンドメッセンジャーとして機能します。膜結合型Gタンパク質は、アルファ、ベータ、ガンマのサブユニットで構成されています。非アクティブ状態では、GDPはアルファサブユニットにバインドされています。

細胞外刺激（信号）は、GDPがGTPに置き換わると同時に、アルファサブユニットとベータガンマサブユニットの間で解離が発生するプロセスを設定します。 2つのベータおよびガンマサブユニットは、ベータガンマサブユニットとして後続のプロセスでもアクティブな機能ユニットとして一緒に残ります。したがって、GTPによるGDPの交換は、非アクティブな「オフ位置」からアクティブな「オン位置」への切り替えに対応します。

機能、効果、タスク

動物の細胞のように、人間の細胞は大きな分子や病原菌を容易に透過できない細胞膜によって保護されています。一方では、細胞膜は内部サイトゾルと細胞核を保護します。他方では、これは、細胞内、細胞内、および細胞外と細胞内空間の間で必要な通信と情報交換の問題となる可能性があります。

約21の異なるアルファサブユニットが知られている膜結合ヘテロ三量体Gタンパク質の主な機能は、細胞外空間から細胞内へのシグナル伝達にあります。シグナル伝達は、シグナルの伝達と特定の「指示」の細胞代謝プロセスへの変換に不可欠です。ポイントは、メッセンジャー物質、ホルモン、または神経伝達物質を介して外部から細胞にもたらされる重要なメッセージを受信し、それらを細胞の「作業指示」として翻訳し、細胞内のセカンドメッセンジャーに渡し、サイトゾル内でのさらなる輸送を確実にすることです。。

伝達のプロセスは、視覚、聴覚、味覚、嗅覚などの特定の敏感な刺激の伝達にも重要な役割を果たします。信号伝達は、体温、血圧、心臓機能、その他多くの無意識のパラメーターを制御する特定の制御ループの機能にとっても同様に重要です。簡単に言えば、細胞膜に固定されたヘテロ三量体Gタンパク質は、信号物質のアクティブなクリアリングポイントを具現化し、変換された形で細胞内の小さなGタンパク質に転送され、セカンドメッセンジャーとして機能します。

100以上の異なる形態が知られている小さなGタンパク質は、細胞内でさまざまなタスクを実行します。例えば、それらは遺伝子発現の調節、細胞骨格の組織化、核と細胞質の間の物質の輸送、ならびにリソソームとの物質の交換および細胞増殖に関与しています。

教育、発生、特性および最適値

他のすべてのタンパク質と同様に、Gタンパク質の基本的な構成要素は、いわゆるタンパク新生アミノ酸で、そのうち23種類は現在までに知られています。細胞代謝はほとんどのアミノ酸自体を合成することができますが、必須であると説明されているいくつかのアミノ酸は食物と共に摂取されなければなりません。

タンパク質の組み立ては、遺伝的に事前に決定されたシーケンスでアミノ酸をつなぎ合わせるか、部分的に解体された長鎖タンパク質の既存の断片を組み立てることによって、最初から行われます。フラグメントはまた、定義によれば、100個未満のアミノ酸から構成されるペプチドまたはポリペプチドからなることもできる。 Gタンパク質の合成は、個々のタンパク質のアミノ酸配列を決定するmRNAに以前にコピーされた遺伝子セグメントに基づいて、複雑なプロセスで各細胞で行われます。

多様性のあるGタンパク質は、すべての単一細胞の実質的にすべての制御および調節プロセスに関与し、活性化状態と非活性化状態の関係は非常に動的であるため、細胞内でのそれらの濃度または活性のスナップショットは不可能であり、意味がありません。ネットワーク内のすべてのGタンパク質が「正常な」作業を実行するかどうかは、健康状態を介して間接的にのみ評価できます。