Proteïna G

De Viquipèdia

Les proteïnes G formen una família de proteïnes caracteritzades per la fixació de GTP i la seva posterior hidròlisi a GDP durant el seu cicle funcional, fet al qual deuen el seu nom. La seua utilitat en la fisiologia cel·lular és la d'actuar com interruptors biològics, que mitjancen durant la transducció del senyal citològica entre la molècula estímul unida al seu receptor, cridat comunament GPCR (sigles en anglès de receptor cel·lular associat a proteïna G), i la subsegüent cascada d'activitats enzimàtiques en la seua resposta.

A causa de la seva estructura molecular, les proteïnes G es classifiquen en:

• Grans o heterotrimèriques, constituïdes per tres subunitats distintes, denominades aß. Es tracta de proteïnes ancorades a membrana.
• Xicotetes o monomèriques, amb una única subunitat, lliures en el citosol i nucleoplasma.

Taula de continguts 1 Funcionament 2 Proteïnes G heterotrimèriques 2.1 Model de funcionament 2.2 Estructura dels GPCR 2.3 Efectors de les proteïnes G heterotrimèriques 3 Proteïnes G monomèriques 3.1 Estat en repòs

[edita] Funcionament

Ja que es tracta de proteïnes interruptores que estan activades quan posseïxen GTP en la seva estructura i inactives quan es tracta de GDP, l'activitat GTPasa és crucial per a la seva regulació. Per això, hi ha dos tipus de factors que intervenen en l'intercanvi:

• GEF, de les sigles en anglès de factor bescanviador de nucleòtids de guanina. Es tracta de factor proteic que facilita l'intercanvi de GDP de l'estructura de la proteïna G per GTP, per la qual cosa l'activa.

• GAP, de les sigles en anglès de proteïna acceleradora de l'activitat GTPasa, que afavorix la ruptura del enllaç fosfodièster del GTP a GDP, per la qual cosa inactiva a la proteïna G.

És de ressaltar que GAP només augmenta la velocitat de l'activitat GTPasa; el punt clau de la regulació mitjançada per proteïnes G consistix en la seua tinença d'una activitat GTPasa que proporcione un lapse d'activitat curt i definit. L'activació permanent de la proteïna G és molt perniciosa i, de fet, és causa de malalties (per exemple, alguns càncers, o bé la deshidratació per la toxina del vibrió del còlera).

[edita] Proteïnes G heterotrimèriques

Les proteïnes G grans, o heterotrimèriques, se situen en la membrana plàsmica, a la qual estan lligades pels seus subunitats a i ? per mitjà d'estructures hidrofòbiques, de tipus acil gras o isoprenoide. Queda una tercera subunitat, la ss, que s'associa a la subunitat ?. En conjunt, i en repòs, és a dir, amb GDP unit a la subunitat a, les tres subunitats se situen en algun lloc de la membrana biològica, posseint moviment donada la seua fluïdesa. Quan un GPCR rep un estímul i s'activa a la proteïna G, amb la consegüent adquisició de GTP, hidrolitzat després d'un lapse després, esta es disgrega en dos parts: una, ss?, que pot exercir funcions biològiques com l'obertura de canals; i una altra, a, que activa cascades de senyalització cel·lular, com per exemple per mitjà de adenilat ciclasa i la generació de AMP cíclic.

[edita] Model de funcionament

Podem dividir el procés d'activació de proteïnes efectores induïdes per lligant en sis fases:

1. El receptor (blau clar) es troba en estat de repòs, així com l'efector (roig pàl·lid). La proteïna G es troba amb totes els seus subunitats associades i amb GDP; per tant, inactiva.
2. La unió de la hormona induïx un canvi conformacional en el receptor, que s'activa (blau fosc).
3. El receptor acivado s'unix a la subunitat G_α.
4. A conseqüència de la dita interacció, G_α canvia la seua conformació, es dissocia el GDP i s'adopta GTP, per la qual cosa la proteïna es troba activa. G_α es desplaça separant-se de la resta de subunitats aprofitant la seua independència derivada de la possessió d'àncores en la bicapa lipídica.
5. L'hormona es dissocia del receptor, per la qual cosa s'inactiva (blau clar). G_α s'unix a l'efector i ho activa (roig). L'efector realitza una activitat catalítica.
6. La hidròlisi de GTP a GDP causa la dissociació de G_α de l'efector i es reassocia amb G_βγ. Tot el sistema queda en repòs, inactiu.

[edita] Estructura dels GPCR

Els receptors associats a proteïna G posseïxen unes característiques moleculars consistents en una estructura en serpentí, que conjuga:

• Orientació amb l'extrem amino terminal cap a l'exterior i el carboxil terminal cap a l'interior.

• Estructura de set alfa-hèlixs transmembrana (H1 a H7), quatre segments extracel·lulars (E1 a E4) i quatre segments citosòlics (C1 a C4). El segment carboxiterminal, el tercer bucle citosòlic (C3) i, a vegades, també el segon (C4) estan implicats en la interacció amb la proteïna G.

[edita] Efectors de les proteïnes G heterotrimèriques

Classes principals d'efectors en mamífers:

Classe GΑ	Efector associat	Segon missatger	Exemples de receptors
Gsα	Adenililciclasa	Augment de camp	ß-adrenérgico, glucagó, serotonina, vasopressina
Giα	Adenililciclasa, canal de K +	Disminució Camp, canvi en el potencial de membrana	a1-adrenèrgic, muscarínic d'acetilcolina
Golfα	Adenilciclasa	Augment Camp	Olfactoris
Gqα	Fosfolipasa C	Augment IP3, DAG	a2-adrenèrgic
Goα	Fosfolipasa C	Augment IP3, DAG	Acetilcolina de cèl·lulas endotelials
GtΑ	cGMP fosfodiesterasa	Disminució cGMP	Rodopsina de les cèl·lules bastó

[edita] Proteïnes G monomèriques

Les proteïnes G monomèriques pertanyen a la superfamília Arran. Estes actuen com reguladores de processos claus, com la proliferació cel·lular (p. ex. Arran), tràfic de vesícules (p. ex. Rab) o l'estructura del citosquelet (p. ex. Rho). Unixen en el mateix polipèptid l'activitat GTPasa i la capacitat reconeixement de motius estructurals en altres molècules, sent a més molt mòbils en l'interior cel·lular, sense posseir la restricció del seu lligament a les membranes cel·lulars. Per a regular la seua activitat GTPasa, existixen també proteïnes GEF i GAP, abans mencionades.

[edita] Estat en repòs

En molts casos, es troben solubles en el citosol, ja que, encara que alberguen en la seua estructura una cadena hidrofòbica que els permet ancorar-se a les membranes, la mantenen amagada fins que un estímul els suggerix un canvi conformacional per a exposar-la. Així, hi ha una dicotomia entre possessió de GDP o GTP però també d'exposició o salvaguarda de la cadena hidrofòbica.