คอมเพล็กซ์G เบตา-แกมมา (G ) เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีนไดเมอร์ที่ยึดติดกันแน่น ประกอบด้วยซับยูนิต G หนึ่งตัว และซับยูนิต G หนึ่งตัว และเป็นส่วนประกอบของโปรตีน G แบบเฮเทอโรไตรเมอริก โปรตีน G แบบเฮเทอโรไตรเมอริก หรือที่เรียกว่าโปรตีนที่จับกับนิวคลีโอไทด์กัวนีน ประกอบด้วยซับยูนิตสามตัว เรียกว่า ซับยูนิต อัลฟาเบตา และแกมมาหรือ G , G , และ G เมื่อตัวรับที่เชื่อมโยงกับโปรตีน G (GPCR) ถูกกระตุ้น G จะแยกตัวออกจาก G ส่งสัญญาณต่อไปได้หนึ่งในหน้าที่หลักของ G คือการยับยั้ง ซับยูนิตG ^{[ 1 ]}

หน่วยย่อยแต่ละหน่วยของโปรตีนคอมเพล็กซ์ G ถูกระบุครั้งแรกในปี 1980 เมื่อส่วนประกอบควบคุมของอะดีนิเลตไซเคลสได้รับการทำให้บริสุทธิ์สำเร็จ ทำให้ได้โพลีเปปไทด์ สามชนิด ที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน^{[ 2 ]}ในตอนแรก เชื่อกันว่า G ซึ่งเป็นหน่วยย่อยที่ใหญ่ที่สุด เป็นหน่วยย่อยควบคุมตัวกระตุ้นหลัก และ G มีหน้าที่หลักในการยับยั้งหน่วยย่อย G และเพิ่มการจับกับเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 1 ]} อย่างไรก็ตาม ต่อมาได้มีการค้นพบผลกระทบของการส่งสัญญาณปลายทางของ G เมื่อ พบว่าคอมเพล็กซ์ G ช่อง K+ มัสคารินิกในหัวใจ ได้^{[ 3 ]}หลังจากนั้นไม่นาน พบว่าคอมเพล็กซ์ G ที่เกี่ยวข้องกับโปรตีน G ที่เชื่อมต่อกับตัวรับปัจจัยการผสมพันธุ์ในยีสต์สามารถเริ่มต้นการตอบสนองต่อฟีโรโมน ได้ ^{[ 4 ]}แม้ว่าสมมติฐานเหล่านี้ในตอนแรกจะเป็นที่ถกเถียงกัน แต่ต่อมาได้มีการแสดงให้เห็นว่า G สามารถควบคุมเป้าหมายโปรตีนที่แตกต่างกันได้มากเท่ากับหน่วยย่อย G ^{[ 1 ]}

เมื่อไม่นานมานี้ มีการศึกษาบทบาทที่เป็นไปได้ของคอมเพล็กซ์ G ในเซลล์รับแสงรูปแท่งของ จอประสาทตา โดยมีหลักฐานบางส่วนที่แสดงให้เห็นถึงการรักษาการปิดใช้งานของ G อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปเหล่านี้ได้มาจาก การทดลอง ในหลอดทดลองภายใต้สภาวะที่ไม่เป็นไปตามสรีรวิทยา และบทบาททางสรีรวิทยาของคอมเพล็กซ์ G ในการมองเห็นยังคงไม่ชัดเจน ถึงกระนั้น ผลการค้นพบ ในร่างกาย เมื่อเร็วๆ นี้ แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นของ คอมเพล็กซ์ ทรานสดิวซิน G ในการทำงานของเซลล์รับแสงรูปแท่งภายใต้สภาวะแสงน้อย^{[ 5 ]}

หน่วยย่อย G เป็นไดเมอร์ที่ประกอบด้วยโพลีเปปไทด์สองตัว อย่างไรก็ตาม มันทำหน้าที่เหมือนโมโนเมอร์ เนื่องจากหน่วยย่อยแต่ละตัวไม่แยกออกจากกัน และยังไม่พบว่าทำหน้าที่ได้อย่างอิสระ^{[ 6 ]}

Gβ เป็นสมาชิกของ ตระกูลโปรตีน β-propellerซึ่งโดยทั่วไปจะมีแผ่น β-sheet ขนานกัน 4 ถึง 8 แผ่นเรียงตัวกันเป็นรูปใบพัด^{7 ] Gβ}ประกอบด้วยβ-propeller 7 ใบ โดยแต่ละใบเรียงตัวรอบแกนกลางและประกอบด้วยแผ่น β-sheet ขนาน กัน 4 แผ่น ^{[ 7 ]}ลำดับกรดอะมิโนประกอบด้วย โมทีฟ WD repeat 7 โมทีฟ แต่ละโมทีฟมีการอนุรักษ์สูงและมีไดเปปไทด์ Trp-Asp ที่ทำให้โมทีฟ repeat มีชื่อดังกล่าว

หน่วยย่อย G มีขนาดเล็กกว่า G อย่างมาก และไม่เสถียรเมื่ออยู่โดดๆ จึงต้องอาศัยการโต้ตอบกับ G เพื่อให้เกิดการพับตัว ซึ่งอธิบายถึงความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดของไดเมอร์ ในไดเมอร์ G หน่วยย่อย G จะพันรอบด้านนอกของ G โดยมีปฏิสัมพันธ์ผ่านการเชื่อมโยงแบบไฮโดรโฟบิก และไม่มีปฏิสัมพันธ์ระดับตติยภูมิกับตัวเอง โดเมน เกลียว ปลาย N ของหน่วยย่อยทั้งสองจะก่อตัวเป็นเกลียวคู่กัน ซึ่งโดยทั่วไปจะยื่นออกไปจากแกนกลางของไดเมอร์^{[ 7 ]} จนถึงปัจจุบัน มีการระบุยีนหน่วยย่อย β ห้าตัวและยีนหน่วยย่อย γ สิบเอ็ดตัวในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม^{[ 6 ]} ยีน G มีลำดับที่คล้ายคลึงกันมาก ในขณะที่ยีน G มีความแปรผันมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งบ่งชี้ว่าความจำเพาะในการทำงานของไดเมอร์ G อาจขึ้นอยู่กับชนิดของหน่วยย่อย G ที่เกี่ยวข้อง^{[ 6 ]} สิ่งที่น่าสนใจเพิ่มเติมในเชิงโครงสร้างคือการค้นพบสิ่งที่เรียกว่า “จุดร้อน” ที่ปรากฏอยู่บนพื้นผิวของไดเมอร์ G ซึ่งเป็นตำแหน่งเฉพาะของโปรตีนที่จับกับเปปไทด์หลากหลายชนิด และเชื่อว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ G สามารถ โต้ตอบกับตัวกระตุ้นได้หลากหลายชนิด^{[ 8 ] [ 9 ]}

คอมเพล็กซ์ G เป็นองค์ประกอบสำคัญในลำดับการส่งสัญญาณของ GPCR มันมีสถานะหลักสองสถานะซึ่งทำหน้าที่แตกต่างกัน เมื่อ G ทำปฏิกิริยากับ G มันจะทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมเชิงลบ ในรูปแบบเฮเทอโรไตรเมอร์ ไดเมอร์ G จะเพิ่มความสัมพันธ์ของ G กับGDPซึ่งทำให้โปรตีน G อยู่ในสถานะที่ไม่ทำงาน^{[ 13 ]}เพื่อให้ซับยูนิต G ทำงานได้ การแลกเปลี่ยนนิวคลีโอไทด์จะต้องถูกกระตุ้นโดย GPCR การศึกษาแสดงให้เห็นว่าไดเมอร์ G เป็น ตัวที่แสดงความจำเพาะต่อตัวรับที่เหมาะสม และซับยูนิต G ช่วยเพิ่มปฏิสัมพันธ์ของซับยูนิต G กับ GPCR ^{[ 14 ] [ 15 ]} GPCR ถูกกระตุ้นโดยลิแกนด์ ภายนอกเซลล์ และต่อมาจะกระตุ้นเฮเทอโรไตรเมอร์ของโปรตีน G โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในซับยูนิต G สิ่งนี้ทำให้เกิดการแทนที่ GDP ด้วย GTP รวมถึงการแยกตัวทางกายภาพของคอมเพล็กซ์ G และ G ^{[ 16 ]}

เมื่อแยกออกจากกันแล้ว ทั้ง G และ G ต่างมีอิสระที่จะมีส่วนร่วมในเส้นทางการส่งสัญญาณที่แตกต่างกันของตนเอง G จะไม่เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างใดๆ เมื่อแยกตัวออกจาก G และทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณในรูปของไดเมอร์^{[ 17 ]}พบว่าไดเมอร์G โปรตีนกับโปรตีน การรวมกันที่แตกต่างกันของชนิดย่อย G และ G ต่อตัวกระตุ้นต่างๆ และทำงานเฉพาะหรือทำงานร่วมกันกับ หน่วยย่อยG ^{[ 1 ]}

การส่งสัญญาณ G มีความหลากหลาย โดยสามารถยับยั้งหรือกระตุ้นเหตุการณ์ปลายทางได้หลายอย่าง ขึ้นอยู่กับการโต้ตอบกับตัวกระตุ้นที่แตกต่างกัน นักวิจัยค้นพบว่า G ควบคุมช่องไอออนเช่นช่องปรับกระแสไฟฟ้าเข้าที่ควบคุมโดยโปรตีน G [ ^{3 ] รวม}ถึงช่องแคลเซียม^[ 18 ^{] [ 9 ]}ในPBMC ของมนุษย์ พบว่าคอมเพล็กซ์G ^ส โฟรีเลชันของ ERK1/2ได้^{[ 19 ]}ตัวอย่างอื่นของการส่งสัญญาณ G คือผลของการกระตุ้นหรือยับยั้งอะเดนิลไซเคลส ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นหรือลดลงของสารสื่อประสาทรองไซคลิก AMP ภายในเซลล์[ 20 ^{]สำหรับตัวอย่าง}เพิ่มเติมของการส่งสัญญาณ G โปรดดูตาราง อย่างไรก็ตาม ขอบเขตทั้งหมดของการส่งสัญญาณ G ยังไม่ได้รับการค้นพบ