薬学用語解説

Gタンパク質
GTP結合タンパク質／G-protein／GTP結合蛋白質／G蛋白質

作成日: 2023年07月22日
更新日: 2023年11月02日
医薬化学部会

Gタンパク質はGTPアーゼに属する、グアニンヌクレオチド結合タンパク質の略称。100k Da前後の膜受容体関連ヘテロ三量体Gタンパク質と、rasの様な低分子量Gタンパク質（20-30k Da）があり、両者とも情報伝達(シグナル)カスケードに関連している。 三量体Gタンパク質はαサブユニット(39k – 52k Da)、βサブユニット(約35kDa)およびγサブユニット(約　10kDa)からなるヘテロ三量体である。７回膜貫通型受容体(Gタンパク質共役型受容体、GPCR)に共役している。αサブユニットはGDPまたはGTPを特異的に結合することが出来る。通常βサブユニットとγサブユニットは強く結合している。受容体が活性化していない状態では、αβγサブユニットが結合している。アゴニストが受容体に結合するとαサブユニットに結合しているGDPとGTPの交換反応がおこり、GTP結合型αサブユニットとβγサブユニットに解離する。これらのサブユニットは、それらの標的タンパク質・酵素を活性化し、シグナルを下流へと伝達する。その後、αサブユニットに結合したGTPは、αサブユニットのGTPase活性により分解されてGDPとなり、再びβγサブユニットと結合し、不活性型の三量体を形成する。三量体Ｇタンパク質はαサブユニットの機能および"遺伝子"の相違から、Gs、Gi、Go、Gq、Gt、Golfなどのサブファミリーに分類されている。GsとGiは、それぞれアデニル酸シクラーゼを促進あるいは抑制する、Goは神経組織に多く発現している。GqはホスホリパーゼCβを活性化し、GtとGolfはそれぞれ視細胞（網膜）と臭細胞のシグナル伝達系に重要な役割を果たしている。 Gタンパク質は、GPCRのリガンド（生理活性アミン類、神経性アミノ酸、生理活性ペプチド類、エイコサノイド類、脂質メディエーター類、ケモカイン類など）によって受容体を介して活性化される。一方、ある種の細菌毒素はGタンパク質に直接影響を与えることが知られている。コレラ毒素はGsαのADPリボシル化をおこし、Gｓは受容体刺激無しに活性化状態を維持し、アデニル酸シクラーゼを活性化しつづける。一方、Gi/oは百日咳毒素によりADPリボシル化をうけ、受容体に共役する性質を失う。