モノマーGタンパク質とトリマーGタンパク質の主な違いは、モノマーGタンパク質はGタンパク質の活性型でαサブユニットのみを含み、トリマーGタンパク質はGタンパク質の不活性型でα、β、γサブユニットを含んでいることである。
つまり、単量体Gタンパク質と三量体Gタンパク質は、Gタンパク質共役型受容体において信号の伝達に関与するGタンパク質の2つの形態です。
Gタンパク質とは
一般にGタンパク質はグアニンヌクレオチド結合タンパク質で、様々な刺激のシグナルを外部から細胞内へ伝達する分子スイッチの役割を担っている。
通常、不活性型では3量体であり、不活性型Gタンパク質のサブユニットには、α、β、γの3種類があります。
このうち、不活性型Gタンパク質のαサブユニットは、通常、GDPと結合する。
一方、活性型Gタンパク質は、αサブユニットのみを含む単量体タンパク質です。
一方、活性型Gタンパク質のαサブユニットは、GTPに結合する。
さらに、Gタンパク質の活性化には、Gタンパク質共役型受容体（GPCR）が関与している。
一般に、これらの受容体は7つの膜貫通ドメイン（7TM）を含んでいる。
神経伝達物質などのシグナル伝達分子は、GPCRに結合してGタンパク質を活性化する。
一方、不活性なGタンパク質は、細胞膜の細胞質側の面に結合する。
活性型Gタンパク質は、GTPが結合したαサブユニットのみを含み、βサブユニットおよびγサブユニットから解離する。
モノメリックGタンパク質とは？
単量体Gタンパク質は、三量体Gタンパク質のαサブユニットを含むGタンパク質の形態です。
Gタンパク質の活性型は、αサブユニットのみを含む単量体Gタンパク質であり、GTPと結合する。
図1: Gタンパク質の構造
さらに、神経伝達物質などのシグナル分子がGPCRに結合すると、細胞膜の細胞質側でGPCRに結合しているGタンパク質が活性化される。
さらに重要なことは、Gタンパク質の活性化には、Gタンパク質のβ-γ複合体からαサブユニットが解離することが関与していることである。
通常、活性化されたGタンパク質または単量体Gタンパク質は、さらにシグナル伝達経路のカスケードを活性化する。
これらのシグナル伝達経路には、代謝酵素、イオンチャネル、輸送体タンパク質、および細胞機構の他の部分が含まれ、転写、運動性、収縮性、および分泌を制御する。
トリメリックGタンパク質とは？
三量体Gタンパク質は、αサブユニット、βサブユニット、γサブユニットの3つのタンパク質サブユニットを含む不活性型Gタンパク質です。
従って、三量体Gタンパク質はヘテロ三量体タンパク質です。
Gタンパク質は、細胞膜の細胞質側で膜貫通タンパク質であるGPCRに結合している。
三量体Gタンパク質には3つのタンパク質サブユニットが存在するため、大型のGタンパク質です。
一般に、Gタンパク質のαサブユニットにGTPまたはGDPが結合することで、Gタンパク質の活性化または不活性化が決定される。
図2 Gタンパク質の活性化経路
さらに、GTPがGタンパク質のαサブユニットに結合すると、Gタンパク質が活性化される。
このとき、Gタンパク質のαサブユニットが他の部分から解離する。
解離したGTPを持つαサブユニットは単量体のGタンパク質と呼ばれ、次に膜結合型のエフェクタータンパク質と結合する。
単量体Gタンパク質と三量体Gタンパク質の類似性
- 単量体Gタンパク質と三量体Gタンパク質は、Gタンパク質の2つの形態です。
単量体Gタンパク質と三量体Gタンパク質の違い
定義
単量体Gタンパク質とは、三量体Gタンパク質のαサブユニットのみからなる、より小さなGタンパク質を指す。
これに対し、三量体Gタンパク質は、細胞膜の細胞質側で7TM受容体に結合するヘテロ三量体Gタンパク質です。
サブユニット
単量体Gタンパク質はαサブユニットのみを含み、三量体Gタンパク質はα、β、γサブユニットを含む。
サイズ
単量体Gタンパク質は小さなGタンパク質で、三量体Gタンパク質は大きなGタンパク質です。
GTP/GDP
さらに、単量体Gタンパク質はGTPに結合し、三量体Gタンパク質はGDPに結合する。
起動
単量体Gタンパク質は活性型であり、三量体Gタンパク質は不活性型です。
機能
単量体Gタンパク質は、受容体と標的シグナル伝達タンパク質との間の中継タンパク質として機能し、3量体Gタンパク質は、細胞膜の細胞質側で7TMと結合することが主な機能です。
結論
シグナル伝達経路の中継分子であるGタンパク質には、単量体と三量体の2種類があり、単量体のGタンパク質はαサブユニットを持ち、小型です。
単量体Gタンパク質はαサブユニットを含み、小型です。
また、Gタンパク質の活性型であり、受容体と標的タンパク質の間の中継分子としての機能が主です。
一方、三量体Gタンパク質はGタンパク質の不活性型であり、α、β、γサブユニットを含んでいる。
細胞膜の細胞質側の面に付着して発生する。
したがって、単量体Gタンパク質と三量体Gタンパク質の主な違いは、その構造と機能です。
