Gqタンパク質αサブユニット

Gqタンパク質αサブユニットについて

Gqタンパク質αサブユニットは、ヘテロ三量体Gタンパク質に属し、特にGq/11ファミリーとして知られています。このファミリーは、Gαq、G11α、G14α、G15αの4つのメンバーから成り立っており、これらはそれぞれ異なる遺伝子によってコードされています。具体的には、GqαはGNAQ遺伝子、G11はGNA11、G14αはGNA14、そしてG15αはGNA15に関連付けられています。

機能と役割

Gqタンパク質は、主に細胞表面に存在するGタンパク質共役受容体（GPCR）と結合し、細胞内シグナル伝達経路を活性化する能力を持っています。これらのGPCRは、受容体、トランスデューサー、エフェクターの三つの要素で構成されるシステムの一部です。トランスデューサーの役割を果たすGタンパク質は、Gα、Gβ、Gγの三つのサブユニットで構成されており、Gqαはその中のGαサブユニットとして機能します。

活性化されていない時、GqαはGDPを結合し不活性な状態でGβγ複合体と結合しています。しかし、受容体が外部からのリガンド（例えばホルモンや神経伝達物質）に刺激されると、受容体はGqタンパク質に信号を送ります。この過程において、GqαはGDPを放出してGTPを結合し、Gβγと別々のサブユニットとして機能し始めます。

Gqタンパク質の主なシグナル伝達経路には、ホスホリパーゼCβ（PLC-β）が関与しています。PLC-βは、細胞膜のリン脂質であるホスファチジルイノシトール-4,5-ビスリン酸（PIP2）を分解し、ジアシルグリセロール（DAG）とイノシトール三リン酸（IP3）を生成します。DAGは膜に留まり、IP3は細胞質に放出されます。IP3は小胞体に存在するIP3受容体に結合し、そこからカルシウムイオンを放出させることで、細胞内のカルシウム濃度を上昇させます。

このカルシウムの放出は、カルシウム結合タンパク質を介した一連の反応を引き起こし、細胞の様々な機能を調節します。一方、DAGはPKC（プロテインキナーゼC）を活性化し、PKCによるさらなるリン酸化反応を通じて細胞の活性が変化します。

Gqタンパク質と疾患

Gqタンパク質には、いくつかの疾患との関連性が示唆されています。たとえば、Gq/11αのQ209L変異は、ぶどう膜悪性黒色腫の発症に関与しています。この変異に対する薬理学的阻害剤であるFR900359環状デプシペプチドは、臨床前の試験で腫瘍の成長を抑制することが確認されています。

Gqタンパク質と受容体の相互作用

Gqタンパク質が相互作用する主な受容体には、次のようなものがあります：

• - 5-HT2セロトニン受容体
• - α1アドレナリン受容体
• - バソプレシン受容体（1A、1B型）
• - アンジオテンシンII受容体（1型）
• - カルシトニン受容体
• - ヒスタミンH1受容体
• - グルタミン酸受容体（mGluR1、mGluR5）
• - ムスカリン性アセチルコリン受容体（M1、M3、M5）
• - 微量アミン関連受容体TAAR1

一部のGq共役型受容体は、不活性状態でもGqとはすでに結合している状態で存在していることが分かっています。これは、Gq共役型受容体のC末端テールに富む塩基性残基が関与していると考えられています。

以上のように、Gqタンパク質αサブユニットは、細胞内のシグナル伝達において重要な役割を果たし、多様な生理学的過程や病態に関与しています。

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