2. Безпосередня регуляція іонних каналів деякими g-білками

G-білки діють, не виключно регулюючи активність мембранозв'язаних ензимів, які змінюють концентрацію циклічного АМФ, інозитол 3 фосфату, ДАГ або Са²⁺ у цитозолі.

У деяких випадках G-білки безпосередньо активують або інактивують іонні канали у плазматичній мембрані клітин-мішеней, змінюючи їхню проникність для іонів, а отже, і збудливість мембрани. Наприклад, ацетилхолін, який вивільняється блукаючим нервом, зменшує як частоту, так і силу серцевих скорочень. Цей ефект опосередковується окремим класом ацетилхолінових рецепторів, які

активують G_i. Активована <alpha>-субодиниця Gi пригнічує аденілілциклазу, а <beta><gamma>-комплекс зв'язується з К⁺-каналами у плазматичній мембрані клітин серцевого м'яза і відкриває їх. Відкривання К⁺-каналів ускладнює деполяризацію клітин і зумовлює інгібіторний ефект ацетилхоліну на серце. Ці рецептори, які можуть інактивуватися грибним алкалоїдом мускарином, називають мускариновими рецепторами ацетилхоліну, щоб відрізнити їх від зовсім інших нікотинових рецепторів ацетилхоліну — вони сполучені з іонними каналами у клітинах скелетних м'язів і нервів та можуть інактивуватися зв'язуванням нікотину і ацетилхоліну.

Інші тримерні G-білки регулюють активність іонних каналів менш прямо, стимулюючи їх фосфорилювання (наприклад, за допомогою РКА, РКС або СаМ-кінази) або, спричиняючи утворення або руйнування циклічних нуклеотидів, які безпосередньо активують або інактивують іонні канали. Залежні від циклічних нуклеотидів іонні канали відіграють невід'ємну роль у сприйнятті запахів та зорі.

2. Загальні властивості сигнальних систем, яки приводяться в дію сполученними з g-білками рецепторами

Незважаючи на відмінності у молекулярних подробицях, сигнальні системи, які приводяться в дію сполученими з G-білками рецепторами, поділяють деякі риси і керуються подібними загальними принципами. Вони залежать від ланцюгів передачі, утворених внутрішньоклітинними сигнальними білками і малими внутрішньоклітинними медіаторами. Ці ланцюги передачі забезпечують численні можливості для посилення відповідей на позаклітинні сигнали.

Так, коли позаклітинна сигнальна молекула зв'язується із рецептором, який непрямо активує аденілілциклазу за допомогою G_s, один рецептор може активувати багато молекул G_s-білка, кожна з яких може активувати молекулу циклази. Кожна молекула циклази, у свою чергу, може каталізувати перетворення великого числа молекул АТР у циклічний АМФ. Подібний механізм посилення діє у інозитолфосфоліпідному шляху. У такий спосіб наномолярна (10^–9М) зміна концентрації позаклітинного сигналу може індукувати мікромолярні (10^–6М) зміни концентрації малого внутрішньоклітинного медіатора, наприклад, циклічного АМФ або Са²⁺. Оскільки ці медіатори діють, як алостеричні ефектори, які

активують специфічні ензими або іонні канали, то одна позаклітинна сигнальна молекула може спричинити зміну багатьох тисяч білкових молекул всередині клітини-мішені.

Будь-який каскад підсилення стимулюючих сигналів потребує наявності врівноважуючих механізмів на кожному його кроці, які відновлюють систему до спочиваючого стану після припинення стимуляції. Для цього клітини володіють ефективними механізмами швидкого руйнування (і ресинтезу) циклічних нуклеотидів, забуферення і усунення Са²⁺ в цитозолі, а також інактивації ензимів відповіді та іонних каналів після їхньої активації. Це необхідно не тільки для припинення відповіді, але й також для визначення неактивного стану, із якого починається відповідь. Як ми побачили раніше, у загальному відповідь на стимул може бути швидкою лише тоді, коли механізми інактивації також швидкі. Кожен білок у ланцюгу передачі сигналів може бути окремою мішенню для регуляції, включно з рецепторами.