Białko G to bardzo istotny rodzaj białka, ponieważ pełni w organizmie funkcję przekaźnika pomiędzy środowiskiem wewnętrznym a zewnętrznym. Białko G może mieć działanie pobudzające lub hamujące.

Białka – jakie pełnią funkcje?

Białka to duże cząsteczki zbudowane z aminokwasów połączonych ze sobą tzw. wiązaniami peptydowymi. Występują we wszystkich organizmach żywych. W skład białek wchodzą przede wszystkim: węgiel, tlen, azot, wodór, siarka i fosfor, jak również wiele jonów, typu manganowy, żelazowy itd. Jednak białka rzadko występują jako formy pojedyncze, a częściej jako struktury złożone, czyli zawierające np. białko i cukier lub kilka cząsteczek białek.

W organizmach białko pełni różne funkcje, m.in.:

• transport różnych cząsteczek lub pierwiastków,
  
• magazynowanie,
  
• praca mięśni (białka kurczliwe),
  
• budulec (jest składnikiem budulcowym tkanek),
  
• wspomaganie odporności,
  
• regulacja hormonalna,
  
• przekaźnik nerwowy.
  

Czym są białka G?

Białka G odgrywają kluczową rolę w procesach przekaźnictwa sygnałów biologicznych. Białka G sprzężone są w organizmie z odpowiednimi receptorami. Oznacza to, że na białko G działa jakaś cząsteczka, co w konsekwencji prowadzi do szeregu przemian biochemicznych. Jeśli białko G jest związane z guanozynodifosforanem (GDP), białko to jest nieaktywne. Po zadziałaniu pierwotnego sygnału dochodzi do odłączenia się GDP od białka G, a także odłączenia się białka G od receptora, z którym było wcześniej połączone. Ostatecznie białko G rozpada się na dwie części, które przemieszczają się w obrębie błony komórkowej, zmieniając przy tym funkcje innych rodzajów białek (białek strukturalnych) w tej błonie.

Ciało człowieka składa się z białka. Jednak łatwo je zniszczyć, np. pijąc alkohol. Co się wtedy dzieje?

Przekaźniki wtórne

Przekaźnikami wtórnymi określa się niewielkie cząsteczki przyłączane do receptorów w różnych komórkach organizmu. Aby określony związek mógł spełniać funkcję wtórnego przekaźnika, musi spełnić dwa kryteria. Przede wszystkim jego stężenie w komórce musi być niskie, ulegać podwyższeniu po pobudzeniu komórki i szybko wracać do pierwotnej wartości. Ponadto reakcja prowadząca do wzrostu tego stężenia musi być kaskadowa. Takie warunki spełniają np. jony wapnia, cykliczny adenozynomonofosforan (cAMP) i cykliczny guanozynomonofosforan (cGMP).

Działanie cAMP obejmuje m.in. wpływ na wydzielanie niektórych hormonów czy transport jonów sodowych i potasowych w komórkach. Cykliczny AMP powstaje w komórkach z adenozynotrifosforanu (ATP) dzięki działaniu cyklazy adenylanowej i jest formą aktywną. Pobudzenie cyklazy adenylanowej ma miejsce dzięki pobudzającemu białku G. Możliwe jest również działanie blokujące innego typu białka G, które wpływa hamująco na cyklazę adenylanową.

Działanie przekaźników wtórnych obejmuje przede wszystkim zmiany metaboliczne w komórce. W efekcie wzrasta ilość szczelin synaptycznych (struktur nerwowych) biorących udział w sygnalizacji komórkowej. To przyczynia się do wzrostu pobudliwości komórek i nasilenia ich funkcji wydzielniczych. Efektem wszystkich działań jest aktywacja enzymów, kinaz białkowych, które katalizują proces fosforylacji zachodzący w komórce. Kinazy białkowe składają się z części regulacyjnej (aktywacyjnej) oraz części odpowiedzialnej za nadzorowanie procesu fosforylacji. Reakcje fosforylacji białek natomiast polegają na przyłączaniu się cząsteczki fosforu do białka. W wyniku tego dochodzi do zmiany struktury białka i jego funkcji. Głównym efektem fosforylacji jest aktywacja enzymów odgrywających kluczową rolę w procesach przemiany materii.