Termenul G proteine se referă la un grup neomogen de proteine care pot lega nucleotidele guanozin difosfat (PIB) și guanozin trifosfat (GTP). Ei îndeplinesc o funcție critică în transducția și „translarea” semnalelor extracelulare în și în interiorul celulei. G heterotrimeric legat de membrană proteine sunt mediatori între spațiul extracelular și intracelular și așa-numitele proteine G mici, care sunt situate în citosolul celulelor, asigură transmiterea semnalelor în interiorul celulei.
Ce este o proteină G?
G proteine, cunoscut și sub denumirea de GTPaze, reprezintă un grup neomogen de proteine care joacă un rol critic în transducția semnalelor extracelulare în și în interiorul celulei. Toate proteinele G se caracterizează prin capacitatea lor de a lega nucleotidele GTP și PIB. Ele pot fi împărțite în cele două grupuri majore 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 al doilea mesager pentru transducția semnalului în interiorul celulei. Proteinele G legate de membrană sunt compuse din subunitățile alfa, beta și gamma. În starea inactivă, PIB-ul este legat de subunitatea alfa. Un stimul (semnal) extracelular inițiază un proces în care PIB-ul este înlocuit cu GTP și, simultan, are loc disocierea între subunitatea alfa și subunitatea beta gamma. Cele două subunități beta și gamma rămân împreună ca unitate funcțională activă în procesele ulterioare ca subunitate beta-gamma. Astfel, înlocuirea PIB-ului cu GTP corespunde comutării de la „poziția OFF” inactivă la „poziția ON” activată.
Funcția, acțiunea și rolurile
Celulele umane, la fel ca celulele animale, sunt protejate de o membrana celulara care nu este ușor permeabil pentru mari molecule sau patogen germeni. Pe de o parte, membrana celulara oferă protecție citosolului interior și nucleului; pe de altă parte, aceasta poate fi o problemă pentru comunicarea necesară și schimbul de informații între celule, în interiorul unei celule și între spațiul extracelular și intracelular. Funcția principală a proteinelor G heterotrimerice de membrană, dintre care sunt cunoscute aproximativ 21 de subunități alfa diferite, este transducția semnalului din spațiul extracelular către interiorul celulei. Transducția semnalului este esențială pentru transmiterea semnalelor și pentru traducerea „instrucțiunilor” specifice în procesele metabolice celulare. Este o chestiune de a primi mesaje importante care sunt transmise către celulă din exterior prin substanțe mesager, hormoni sau neurotransmițători, traducându-i ca „instrucțiuni de lucru” pentru celulă și livrându-i în interiorul celulei către al doilea mesager care asigură un transport suplimentar în citosol. De asemenea, procesul de transducție joacă un rol important în transmiterea anumitor stimuli sensibili precum vederea, auzul, gust și miros. Transducția semnalului este la fel de importantă pentru funcționarea anumitor circuite de reglare prin care temperatura corpului, sânge presiune, inimă funcția și mulți alți parametri inconștienți sunt controlați. Pur și simplu, proteinele G heterotrimerice ancorate în membrana celulara întruchipează locul de compensare activ pentru substanțele de semnalizare, care sunt livrate într-o formă transformată către proteinele mici G din interiorul celulei acționând ca al doilea mesager. Micile proteine G, din care se cunosc peste 100 de forme diferite, îndeplinesc o varietate de sarcini în interiorul celulei. De exemplu, acestea sunt implicate în reglementarea genă expresia, organizarea citoscheletului, transportul substanțelor între nucleu și citoplasmă și schimbul de substanțe cu lizozomi și proliferarea celulară.
Formare, apariție, proprietăți și valori optime
Blocurile de bază ale proteinelor G, la fel ca toate celelalte proteine, sunt formate de așa-numitul proteinogen aminoacizi, dintre care 23 sunt cunoscute până în prezent. În timp ce metabolismul celular este capabil să sintetizeze cel mai mult aminoacizi în sine, câțiva aminoacizi desemnați ca esențiali trebuie ingerați cu alimente. Asamblarea proteinelor are loc fie de la zero, prin înșirare aminoacizi în secvența predeterminată genetic sau prin asamblarea fragmentelor deja existente de proteine cu lanț lung parțial dezasamblate. Fragmentele pot fi, de asemenea, formate din peptide sau polipeptide, care, conform definiției, sunt compuse din mai puțin de 100 amino acizi. Sinteza proteinelor G are loc în fiecare celulă individuală în procese complexe pe baza genă segmente copiate anterior în ARNm, care specifică 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 individuale și pentru că raportul dintre stările activate și inactivate este foarte dinamic, un instantaneu al acestora concentrare sau activitatea în celule nu este posibilă și nu ar fi semnificativă. Dacă totalitatea proteinelor G din rețea efectuează lucrări „normale” poate fi estimată indirect numai de sănătate stare.
Boli și tulburări
Proteinele care sunt o parte funcțională sau activatoare a unei enzime, hormoni sau alte entități funcționale prezintă riscul pierderii funcției din cauza unui defect în secvența lor de aminoacizi, determinând enzima sau hormonul să-și piardă o parte din acțiune. În majoritatea cazurilor unui „defect proteic”, există un corespunzător genă defect. Mutația unui segment de genă duce la o specificare incorectă a secvenței de aminoacizi și, astfel, la construcția defectuoasă a proteinei corespunzătoare. Proteinele G nu sunt scutite de astfel de erori determinate genetic în planul de construcție. Cu toate acestea, pierderile funcționale ale proteinelor G apar și dacă eroarea este localizată în receptorii cuplați cu proteina G. În ambele cazuri, capacitatea redusă de a transduce semnale declanșează sau contribuie la o anumită boală. Bolile asociate cu afectarea funcției proteinei G includ pseudohipoparatiroidismul, acromegalie, adenom tiroidian hiperfuncțional, tumori ovariene și multe altele.
