Proteine ​​G

Sub nume Proteine ​​G este un grup neomogen de proteine ​​care pot lega nucleotidele guanozina difosfat (PIB) și guanozina trifosfat (GTP).

Acestea joacă un rol crucial în transmiterea și „traducerea” semnalelor extracelulare în și în interiorul celulei. Proteinele G heterotrimerice legate de membrană sunt mediatoare între spațiul extracelular și cel intracelular și așa-numitele proteine ​​G mici, care sunt situate în citosolul celulelor, asigură transmiterea semnalelor în interiorul celulei.

Ce este o proteină G?

Proteinele G, cunoscute și sub numele de GTPaze, reprezintă un grup neomogen de proteine ​​care joacă un rol crucial în transmiterea semnalelor extracelulare în și în interiorul celulei. Toate proteinele G sunt caracterizate prin faptul că pot lega nucleotidele GTP și PIB.

Ele pot fi împărțite în două grupuri mari de proteine ​​G heterotrimerice legate de membrană și așa-numitele proteine ​​G monomerice mici. Proteinele G monomerice sunt localizate în citosolul celulelor și acționează ca alți mesageri pentru transducția semnalului în interiorul celulei. Proteinele G legate de membrană sunt compuse din subunitățile Alfa, Beta și Gamma. În stare inactivă, PIB-ul este legat de subunitatea alfa.

Un stimul extracelular (semnal) pune în mișcare un proces în care PIB-ul este înlocuit de GTP și, în același timp, are loc o disociere între subunitatea alfa și subunitatea beta-gamma. Cele două subunități beta și gamma rămân împreună ca unitate funcțională activă chiar și în procesele ulterioare ca subunitate beta-gamma. Schimbul de PIB prin GTP corespunde, așadar, de la trecerea de la „poziția OFF” inactivă la „poziția ON” activată.

Funcție, efect și sarcini

Ca și celulele animale, celulele umane sunt protejate de o membrană celulară care nu este ușor permeabilă la molecule mari sau germeni patogeni. Pe de o parte, membrana celulară oferă protecție pentru citosolul intern și nucleul celular, pe de altă parte, aceasta poate fi o problemă pentru comunicarea și schimbul de informații necesare între celule, în interiorul unei celule și între spațiul extracelular și cel intracelular.

Funcția principală a proteinelor G heterotrimerice legate de membrană, dintre care sunt cunoscute aproximativ 21 de subunități alfa diferite, constă în transducția semnalului din spațiul extracelular în interiorul celulei. Transducțiile semnalului sunt esențiale pentru transmiterea semnalelor și traducerea anumitor „instrucțiuni” în procese metabolice celulare. Ideea este să primiți mesaje importante care sunt aduse la exterior de către celulă prin intermediul substanțelor mesagere, hormoni sau neurotransmițători și să le transferați ca „instrucțiuni de lucru” pentru celulă și să le transmiteți mesagerilor secundari din interiorul celulei, care asigură un transport suplimentar în citosol .

Procesul de transducție joacă, de asemenea, un rol important în transmiterea anumitor stimuli sensibili, cum ar fi vederea, auzul, gustul și mirosul. Transducția semnalului este la fel de importantă pentru funcționarea anumitor bucle de control care controlează temperatura corpului, tensiunea arterială, funcția inimii și mulți alți parametri inconștienți. În termeni simpli, proteinele G heterotrimerice ancorate în membrana celulară întruchipează punctul de curățare activ pentru substanțele semnal, care sunt transferate într-o formă transformată la proteinele G mici din interiorul celulei, care acționează ca alți mesageri.

Proteinele G mici, dintre care sunt cunoscute mai mult de 100 de forme diferite, îndeplinesc o gamă largă de sarcini în interiorul celulei.De exemplu, acestea sunt implicate în reglarea expresiei genice, organizarea citoscheletului, transportul substanțelor între nucleu și citoplasmă, precum și schimbul de substanțe cu lizozomii și proliferarea celulelor.

Educație, apariție, proprietăți și valori optime

La fel ca în cazul tuturor celorlalte proteine, blocurile de bază ale proteinelor G sunt așa-numitele aminoacizi proteogene, dintre care 23 sunt cunoscute până în prezent. În timp ce metabolismul celular este capabil să sintetizeze majoritatea aminoacizilor înșiși, câțiva aminoacizi descriși ca esențiali trebuie luați în considerare cu alimentele.

Asamblarea proteinelor are loc fie de la sol, prin strângerea împreună a aminoacizilor în secvența specificată genetic, fie prin asamblarea unor fragmente existente de proteine ​​cu catenă lungă parțial demontate. Fragmentele pot fi, de asemenea, constând din peptide sau polipeptide care, conform definiției, sunt compuse din mai puțin de 100 de aminoacizi. Sinteza proteinelor G are loc în fiecare celulă individuală în procese complexe bazate pe segmentele de genă copiate anterior în mARN, care determină secvența de aminoacizi a fiecărei proteine ​​individuale.

Deoarece proteinele G din diversitatea lor sunt implicate în practic toate procesele de control și reglare ale fiecărei celule, iar relația dintre starea activată și inactivată este foarte dinamică, o imagine a concentrației sau activității lor în celule nu este posibilă și nu ar fi semnificativă. Dacă toate proteinele G din rețea efectuează o muncă „normală” poate fi evaluată indirect doar prin starea de sănătate.

Boli și tulburări

În cazul proteinelor care reprezintă o parte funcțională sau activatoare a unei enzime, hormoni sau alte unități funcționale, există riscul ca o eroare în secvența lor de aminoacizi să îi determine să piardă funcția și enzima sau hormonul să piardă o parte din eficacitatea acesteia. În majoritatea cazurilor unui „defect proteic” există un defect genetic corespunzător.

Mutația unui segment de gene conduce la o specificație incorectă a secvenței de aminoacizi și deci la o construcție incorectă a proteinei corespunzătoare. Proteinele G nu sunt scutite de astfel de erori determinate genetic în model. Cu toate acestea, proteinele G își pierd, de asemenea, funcția dacă vina se află în receptorii cuplați de proteine ​​G.

În ambele cazuri, capacitatea redusă de a transduce semnalele declanșează o anumită boală sau contribuie la dezvoltarea acesteia. Bolile care sunt asociate cu funcția afectată a proteinelor G sunt, de exemplu, pseudohipopatireiroidism, acromegalie, adenom tiroidian hiperfuncțional, tumori ale ovarelor și câteva altele.