Proteína G: Diferenzas entre revisións
Contido eliminado Contido engadido
Sen resumo de edición |
|||
| (Non se amosan 34 revisións feitas por 5 usuarios.) | |||
| Liña 1: | Liña 1: | ||
{{entradución}} |
|||
::''Non confundir coa proteína bacteriana G (ver [[Proteína G (Streptococcus)]]).'' |
::''Non confundir coa proteína bacteriana G (ver [[Proteína G (Streptococcus)]]).'' |
||
[[Ficheiro: |
[[Ficheiro:1b9x_opm.png|miniatura|250px|Complexo beta-gamma [[fosducina]]- [[transducina]]. As subunidades beta e gamma da proteína G móstranse en azul e vermello, respectivamente.]] |
||
[[Ficheiro:Guanosindiphosphat protoniert.svg|miniatura|180px|[[Guanosina difosfato]].]][[Ficheiro:Guanosintriphosphat protoniert.svg|miniatura|180px|[[Guanosina trifosfato]].]] |
[[Ficheiro:Guanosindiphosphat protoniert.svg|miniatura|180px|[[Guanosina difosfato]].]][[Ficheiro:Guanosintriphosphat protoniert.svg|miniatura|180px|[[Guanosina trifosfato]].]] |
||
As '''proteínas G''', tamén chamadas '''proteínas que se ligan a nucleótidos de guanosina''', son unha familia de |
As '''proteínas G''', tamén chamadas '''proteínas que se ligan a nucleótidos de guanosina''', son unha [[familia de proteínas]] implicada na transmisión de sinais de diferentes tipos de estímulos de fóra da célula cara ao interior da célula. As proteínas G funcionan como interruptores moleculares. As súas actividades están reguladas por factores que controlan a súa capacidade de unirse e [[hidrólise|hidrolizar]] a [[guanosina trifosfato]] (GTP) a [[guanosina difosfato]] (GDP). Cando se unen ao GTP, están "encendidos" (en ''"on"''), e cando se unen ao GDP, están "apagados" (en ''"off"''). As proteínas G pertencen a un grande grupo de proteínas chamadas [[GTPase]]s. |
||
Hai dúas clases de proteínas G. Unhas son [[GTPase pequena|GTPases pequenas]] [[monómero|monoméricas]], mentres que as outras forman e funcionan como complexos de |
Hai dúas clases de proteínas G. Unhas son [[GTPase pequena|GTPases pequenas]] [[monómero|monoméricas]], mentres que as outras forman e funcionan como complexos de '''proteína G heterotrimérica'''. Estas últimas son complexos constituídos por subunidades ''alfa'' (α), ''beta'' (β) e ''gamma'' (γ).<ref name="Hurowitz_2000">{{Cita publicación periódica |author=Hurowitz EH, Melnyk JM, Chen YJ, Kouros-Mehr H, Simon MI, Shizuya H|title=Genomic characterization of the human heterotrimeric G protein alpha, beta, and gamma subunit genes|journal=DNA Res |volume= 7 |issue= 2 |pages= 111–20 |year= 2000| doi =10.1093/dnares/7.2.111 |pmid= 10819326}}</ref> Ademais, as subunidades beta e gamma poden formar un complexo estable [[dímero]] denominado [[complexo beta-gamma]]. |
||
As proteínas G localizadas dentro da célula son activadas polos [[receptor acoplado á proteína G|receptores acoplados á proteína G]] (GPCRs) que abranguen todo o grosor da membrana. A un dominio do GPCR localizado fóra da célula únense [[molécula de sinalización|moléculas de sinalización]]. Á súa vez, un dominio do GPCR intracelular activa a proteína G. A proteína G activa despois unha fervenza de eventos posteriores de [[transdución de sinais|sinalización]] que finalmente causan un cambio no funcionamento da célula. O receptor acoplado á proteína G e as proteínas G traballan xuntas na transmisión de sinais procedentes de moitas [[hormona]]s, [[neurotransmisor]]es, e outros factores de sinalización.<ref name="Campbell">{{ |
As proteínas G localizadas dentro da célula son activadas polos [[receptor acoplado á proteína G|receptores acoplados á proteína G]] (GPCRs) que abranguen todo o grosor da membrana. A un dominio do GPCR localizado fóra da célula únense [[molécula de sinalización|moléculas de sinalización]]. Á súa vez, un dominio do GPCR intracelular activa a proteína G. A proteína G activa despois unha fervenza de eventos posteriores de [[transdución de sinais|sinalización]] que finalmente causan un cambio no funcionamento da célula. O receptor acoplado á proteína G e as proteínas G traballan xuntas na transmisión de sinais procedentes de moitas [[hormona]]s, [[neurotransmisor]]es, e outros factores de sinalización.<ref name="Campbell">{{Cita libro | author = Reece J, C N | title = Biology | publisher = Benjamin Cummings | location = San Francisco | year = 2002 | pages = | isbn=0-8053-6624-5}}</ref> As proteínas G regulan [[encima]]s metabólicos, [[canle iónica|canles iónicas]], [[proteínas de transporte de membrana|transportadores]], e outras partes da maquinaria celular, controlando a [[transcrición (xenética)|transcrición]], [[motilidade]], [[contractilidade]], e [[secreción]], as cales á súa vez regulan diversas funcións sistémicas como o [[desenvolvemento embrionario]], [[aprendizaxe]] e [[memoria]], e a [[homeostase]].<ref name="pmid12040175">{{Cita publicación periódica | author = Neves SR, Ram PT, Iyengar R | title = G protein pathways | journal = Science | volume = 296 | issue = 5573 | pages = 1636–9 |date=May 2002 | pmid = 12040175 | doi = 10.1126/science.1071550}}</ref> |
||
== Historia == |
== Historia == |
||
As proteínas G foron descubertas cando [[Alfred G. Gilman]] e [[Martin Rodbell]] investigaban a estimulación das células con [[adrenalina]]. Observaron que cando a adrenalina se unía ao seu receptor, o receptor non estimulaba a actividade de encimas directamente, senón que dito receptor estimulaba primeiro a unha proteína G, a cal, á súa vez, estimulaba os encimas (por exemplo á [[adenilato ciclase]], que produce o [[segundo mensaxeiro]] [[AMP cíclico]]).<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1994/illpres/signal.html The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994], Illustrated Lecture.</ref> Por este descubrimento estes investigadores recibiron o [[Premio Nobel de Medicina]] de 1994.<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1994/press.html Press Release:] A |
As proteínas G foron descubertas cando [[Alfred G. Gilman]] e [[Martin Rodbell]] investigaban a estimulación das células con [[adrenalina]]. Observaron que cando a adrenalina se unía ao seu receptor, o receptor non estimulaba a actividade de encimas directamente, senón que dito receptor estimulaba primeiro a unha proteína G, a cal, á súa vez, estimulaba os encimas (por exemplo á [[adenilato ciclase]], que produce o [[segundo mensaxeiro]] [[AMP cíclico]]).<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1994/illpres/signal.html The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994], Illustrated Lecture.</ref> Por este descubrimento estes investigadores recibiron o [[Premio Nobel de Medicina]] de 1994.<ref>[http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1994/press.html Press Release:] A Asemblea Nobel do Instituto Karolinska decidiu conceder o Premio Nobel de Fisioloxía e Medicina de 1994 conxuntamente a Alfred G. Gilman e Martin Rodbell polo seu descubrimento das "proteínas G e o papel destas [[proteína]]s na [[transdución de sinais]] nas células". 10 de outubro de 1994.</ref> |
||
==Función== |
== Función == |
||
{{ |
{{Artigo principal|Receptor acoplado á proteína G}} |
||
As proteínas G son moléculas importantes na [[transdución de sinais]] nas células iniciada nos [[receptor acoplado á proteína G|receptores acoplados á proteína G]]. "O mal funcionamento das vías de sinalización do GPCR (receptor acoplado á proteína G) está implicado en moitas doenzas, como a [[diabetes]], [[cegueira]], [[alerxia]]s, [[depresión (psicoloxía)|depresión]], defectos cardiovasculares, e certas formas de |
As proteínas G son moléculas importantes na [[transdución de sinais]] nas células iniciada nos [[receptor acoplado á proteína G|receptores acoplados á proteína G]]. "O mal funcionamento das vías de sinalización do GPCR (receptor acoplado á proteína G) está implicado en moitas doenzas, como a [[diabetes]], [[cegueira]], [[alerxia]]s, [[depresión (psicoloxía)|depresión]], defectos cardiovasculares, e certas formas de [[cancro]]. Estímase que un 30% das dianas dos fármacos modernos son GPCRs." <ref name="Bosch_2013">{{Cita publicación periódica | author = Bosch DE, Siderovski DP | title = G protein signaling in the parasite Entamoeba histolytica | journal=Experimental & Molecular Medicine |volume= 10 |issue= 1038 |pages= 1–12 |year= 2013}}</ref> |
||
O [[xenoma humano]] codifica uns 800 <ref name="Baltoumas_2013">{{ |
O [[xenoma humano]] codifica uns 800 <ref name="Baltoumas_2013">{{Cita publicación periódica |author=Baltoumas FA, Theodoropoulou MC, Hamodrakes SJ|title=Interactions of the alpha subunits of heterotrimeric G-proteins with GPCRs, effectors and RGS proteins: A critical review and analysis of interacting surfaces, conformational shifts, structural diversity and electrostatic potentials|journal=Journal of Structural Biology |volume= 10 |issue= 1016 |year= 2013}}</ref> receptores acoplados á proteína G, que poden detectar, segundo os casos, [[fotón]]s (luz), [[hormona]]s, [[factor de crecemento|factores de crecemento]], [[fármaco]]s, e outros [[ligando]]s endóxenos. Aproximadamente 150 dos GPCRs que se encontraron no xenoma humano teñen funcións aínda descoñecidas. |
||
== Tipos de sinalización por proteínas G == |
== Tipos de sinalización por proteínas G == |
||
As proteínas G poden pertencer a dúas familias de proteínas: as heterotriméricas e as GTPases pequenas. As [[proteína G heterotrimérica|proteínas G heterotriméricas]], ás veces denominadas proteínas G "grandes", son activadas |
As proteínas G poden pertencer a dúas [[familia de proteínas|familias de proteínas]]: as heterotriméricas e as GTPases pequenas. As [[proteína G heterotrimérica|proteínas G heterotriméricas]], ás veces denominadas proteínas G "grandes", son activadas polos [[receptor acoplado á proteína G|receptores acoplados á proteína G]] e están formados polas subunidades alfa (α), beta (β), e gamma (γ). O segundo tipo son as proteínas G "pequenas" (de 20-25 kDa) que pertencen á [[superfamilia Ras|superfamilia]] das proteínas [[Ras (proteína)|Ras]] de [[GTPase pequena|GTPases pequenas]]. Estas proteínas son monoméricas e homólogas da subunidade alfa (α) que se encontra nas heterotriméricas, e tamén se unen ao GTP e GDP e están implicadas na [[transdución de sinais]]. |
||
===Proteínas G heterotriméricas=== |
=== Proteínas G heterotriméricas === |
||
{{AP|Proteína G heterotrimérica}} |
|||
Hai distintos tipos de proteínas G heterotriméricas, que comparten o mesmo mecanismo de funcionamento. Son activadas en resposta a un cambio de conformación no [[receptor acoplado á proteína G]], intercambian GDP por GTP, e disócianse para activar a outras proteínas na vía de transdución de sinais. Porén, os mecanismos específicos difiren dun tipo a outro. |
Hai distintos tipos de proteínas G heterotriméricas, que comparten o mesmo mecanismo de funcionamento. Son activadas en resposta a un cambio de conformación no [[receptor acoplado á proteína G]], intercambian GDP por GTP, e disócianse para activar a outras proteínas na vía de transdución de sinais. Porén, os mecanismos específicos difiren dun tipo a outro. |
||
====Mecanismos comúns==== |
==== Mecanismos comúns ==== |
||
[[Ficheiro:GPCR-Zyklus.png|miniatura|450px|Ciclo de activación da proteína G (púrpura) polo receptor acoplado á proteína G (azul claro) que recibe un ligando (vermello).]] |
[[Ficheiro:GPCR-Zyklus.png|miniatura|450px|Ciclo de activación da proteína G (púrpura) polo receptor acoplado á proteína G (azul claro) que recibe un ligando (vermello).]] |
||
As proteínas G activadas por receptor están unidas ao lado interno da [[membrana plasmática]]. Constan da subunidade G<sub>α</sub> e as subunidades estreitamente asociadas G<sub>βγ</sub>. Hai moitas clases de subunidades G<sub>α</sub>, como son, por exemplo: G<sub>s</sub>α (G |
As proteínas G activadas por receptor están unidas ao lado interno da [[membrana plasmática]]. Constan da subunidade G<sub>α</sub> e as subunidades estreitamente asociadas G<sub>βγ</sub>. Hai moitas clases de subunidades G<sub>α</sub>, como son, por exemplo: G<sub>s</sub>α (G estimuladora), G<sub>i</sub>α (G inhibidora), G<sub>o</sub>α (G doutros tipos), G<sub>q/11</sub>α, e G<sub>12/13</sub>α. Compórtanse de xeito diferente no recoñecemento do efector, pero comparten un mecanismo similar de activación. |
||
=====Activación===== |
===== Activación ===== |
||
Cando un [[ligando]] activa ao [[receptor acoplado á proteína G]], isto induce un cambio conformacional no receptor, que permite que o receptor funcione como un factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF) que intercambia GTP en lugar de GDP na subunidade |
Cando un [[ligando]] activa ao [[receptor acoplado á proteína G]], isto induce un cambio conformacional no receptor, que permite que o receptor funcione como un factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF), que intercambia GTP en lugar de GDP na subunidade G<sub>α</sub>, segundo a explicación tradicional do modo de activación da proteína heterotrimérica. Este intercambio activa a disociación da subunidade G<sub>α</sub>, unida ao GTP, do [[dímero]] G<sub>βγ</sub> e do receptor. Porén, están empezando a aceptarse outros modelos que suxiren que hai un rearranxo molecular, reorganización, e formación dun precomplexo de moléculas efectoras.<ref name="pmid17095603">{{Cita publicación periódica | author = Digby GJ, Lober RM, Sethi PR, Lambert NA. | title = Some G protein heterotrimers physically dissociate in living cells| journal = Proc Natl Acad Sci USA |pmid = 17095603 | year = 2006 | volume = 103 | issue = 47 | pages = 17789–94 | doi = 10.1073/pnas.0607116103 | pmc = 1693825}}</ref><ref name="pmid19089952">{{Cita publicación periódica | author = Khafizov K, Lattanzi G, Carloni P | title = G protein inactive and active forms investigated by simulation methods| journal = [[Proteins (journal)|Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics]] |pmid = 19089952 | year = 2009 | volume = 75 | issue = 4 | pages = 919–30 | doi = 10.1002/prot.22303}}</ref> Tanto a G<sub>α</sub>-GTP coma a G<sub>βγ</sub> poden despois activar diferentes ''fervenzas de sinalización'' (ou ''vías de segundos mensaxeiros'') e proteínas efectoras, mentres que o receptor pode activar a outra proteína G máis iniciando outro ciclo.<ref name="pmid20348012">{{Cita publicación periódica | author = Yuen JW, Poon LS, Chan AS, Yu FW, Lo RK, Wong YH | title = Activation of STAT3 by specific Galpha subunits and multiple Gbetagamma dimers | journal = Int. J. Biochem. Cell Biol. | volume = 42 | issue = 6 | pages = 1052–9 |date=June 2010 | pmid = 20348012 | doi = 10.1016/j.biocel.2010.03.017}}</ref> |
||
=====Terminación===== |
===== Terminación ===== |
||
A subunidade G<sub>α</sub> [[ |
A subunidade G<sub>α</sub> [[Hidrólise|hidroliza]] finalmente o GTP que estaba unido a GDP pola súa actividade encimática inherente, o que lle permite reasociarse con G<sub>βγ</sub> e empezar un novo ciclo. Un grupo de proteínas chamadas [[regulador da sinalización das proteínas G|reguladores da sinalización das proteínas G]] (RGSs), actúan como [[proteína activadora da GTPase|proteínas activadoras da GTPase]] (GAPs), específicas para as subunidades G<sub>α</sub>. Estas proteínas actúan acelerando a hidrólise do GTP a GDP e finalizando o sinal transducido. Nalgúns casos, o propio efector pode ter unha actividade GAP intrínseca, o cal axuda a desactivar a vía. Isto é así no caso da [[fosfolipase C]] beta, a cal posúe actividade GAP na súa rexión [[C-terminal]]. Esta é unha forma alternativa de regulación da subunidade G<sub>α</sub>. Porén, hai que salientar que os GAPs de G<sub>α</sub> non teñen residuos catalíticos para activar a proteína G<sub>α</sub>, senón que funcionan rebaixando a enerxía de activación necesaria para que poida ter lugar a reacción.<ref>{{Cita publicación periódica|last=Sprang|first=SR|autor2=Chen, Z; Du, X|title=Structural basis of effector regulation and signal termination in heterotrimeric Galpha proteins.|journal=Advances in protein chemistry|year=2007|volume=74|pages=1–65|pmid=17854654|doi=10.1016/S0065-3233(07)74001-9}}</ref> |
||
====Mecanismos específicos==== |
==== Mecanismos específicos ==== |
||
=====G<sub>αs</sub>===== |
===== G<sub>αs</sub> ===== |
||
'''[[Gαs|G<sub>αs</sub>]]''' activa a [[vía dependente de AMPc]] ao estimular a produción de [[AMP cíclico|AMPc]] a partir de [[adenosina trifosfato|ATP]]. Isto realízase por estimulación directa do encima asociado a membranas [[adenilato ciclase]]. O AMPc actúa como un [[segundo mensaxeiro]] que interacciona e activa á [[proteína quinase A]] (PKA). A PKA pode despois [[fosforilación|fosforilar]] a numerosas moléculas diana ''[[augas abaixo]]'' da vía. |
'''[[Gαs|G<sub>αs</sub>]]''' activa a [[vía dependente de AMPc]] ao estimular a produción de [[AMP cíclico|AMPc]] a partir de [[adenosina trifosfato|ATP]]. Isto realízase por estimulación directa do encima asociado a membranas [[adenilato ciclase]]. O AMPc actúa como un [[segundo mensaxeiro]] que interacciona e activa á [[proteína quinase A]] (PKA). A PKA pode despois [[fosforilación|fosforilar]] a numerosas moléculas diana ''[[augas abaixo]]'' da vía. |
||
A vía dependente de AMPc utilízase como unha vía de transdución de sinais de moitas hormonas, entre as que están: [[ADH]], [[GHRH]], [[GHIH]], [[CRH]], [[ACTH]], [[TSH]], [[LH]], [[FSH]], [[PTH]], (co receptor PTH1 en riles e ósos, o receptor PTH2 no sistema nervioso central, ósos, riles e cerebro), [[calcitonina]] (co receptor da calcitonina en intestinos, ósos, riles e cerebro), [[glicagón]], [[hCG]] e [[adrenalina]]. |
A vía dependente de AMPc utilízase como unha vía de transdución de sinais de moitas hormonas, entre as que están: [[ADH]], [[GHRH]], [[GHIH]], [[CRH]], [[ACTH]], [[TSH]], [[LH]], [[FSH]], [[PTH]], (co receptor PTH1 en riles e ósos, o receptor PTH2 no sistema nervioso central, ósos, riles e cerebro), [[calcitonina]] (co receptor da calcitonina en intestinos, ósos, riles e cerebro), [[glicagón]], [[hCG]] e [[adrenalina]]. |
||
=====G<sub>αi</sub>===== |
===== G<sub>αi</sub> ===== |
||
'''[[Gαi|G<sub>αi</sub>]]''' inhibe a produción de AMPc a partir de ATP. |
'''[[Gαi|G<sub>αi</sub>]]''' inhibe a produción de AMPc a partir de ATP. |
||
A [[insulina]] funciona a través de proteínas segundo mensaxeiros Gi (inhibitorias). |
A [[insulina]] funciona a través de proteínas segundo mensaxeiros Gi (inhibitorias). |
||
=====G<sub>αq/11</sub>===== |
===== G<sub>αq/11</sub> ===== |
||
'''[[Gαq|G<sub>αq/11</sub>]]''' estimula á [[fosfolipase C]] beta unida a membranas, a cal despois cliva ao PIP<sub>2</sub> (un |
'''[[Gαq|G<sub>αq/11</sub>]]''' estimula á [[fosfolipase C]] beta unida a membranas, a cal despois cliva ao [[PIP2|PIP<sub>2</sub>]] (un [[fosfoinosítido]] de membrana) orixinando dous segundos mensaxeiros, o [[Inositol trisfosfato|IP3]] e o [[diacilglicerol]] (DAG). |
||
A vía dependente do fosfolípido inositol utilízase como unha vía de transdución de sinais por hormonas como as seguintes: [[ADH]] ([[Vasopresina]]/AVP), [[TRH]], [[TSH]], [[anxiotensina II]] e [[GnRH]]. |
A vía dependente do fosfolípido inositol utilízase como unha vía de transdución de sinais por hormonas como as seguintes: [[ADH]] ([[Vasopresina]]/AVP), [[TRH]], [[TSH]], [[anxiotensina II]] e [[GnRH]]. |
||
=====G<sub>α12/13</sub>===== |
===== G<sub>α12/13</sub> ===== |
||
*'''[[subunidades alfa G12/G13|G<sub>α12/13</sub>]]''' están implicadas na sinalización pola GTPase da familia Rho (por medio da superfamilia RhoGEF) e controlan a remodelación do [[citoesqueleto]], regulando a migración celular. |
* '''[[subunidades alfa G12/G13|G<sub>α12/13</sub>]]''' están implicadas na sinalización pola GTPase da familia Rho (por medio da superfamilia RhoGEF) e controlan a remodelación do [[citoesqueleto]], regulando a [[migración celular]]. |
||
=====G<sub>β</sub>===== |
===== G<sub>β</sub> ===== |
||
*'''[[Complexo beta-gamma|G<sub>βγ</sub>]]''' ás veces ten tamén funcións activas, como por exemplo activar e acoplar |
* '''[[Complexo beta-gamma|G<sub>βγ</sub>]]''' ás veces ten tamén funcións activas, como por exemplo activar e acoplar as [[canle de potasio|canles de potasio]] de tipo GIRK (''G protein-coupled inwardly-rectifying potassium channel''). |
||
===GTPases pequenas=== |
=== GTPases pequenas === |
||
{{ |
{{Artigo principal|GTPase pequena}} |
||
As GTPases pequenas tamén se unen ao GTP e GDP e interveñen na transdución de sinais. Estas proteínas son homólogas á subunidade alfa (α) presente nas heterotriméricas, pero son monómeros. Son pequenas proteínas de só 20-kDa a 25-kDa que se unen ao [[Guanosina trifosfato|GTP]]. Tamén se denominan [[GTPases]] da superfamilia Ras, xa que son homólogas das |
As GTPases pequenas tamén se unen ao GTP e GDP e interveñen na transdución de sinais. Estas proteínas son homólogas á subunidade alfa (α) presente nas heterotriméricas, pero son monómeros. Son pequenas proteínas de só 20-kDa a 25-kDa que se unen ao [[Guanosina trifosfato|GTP]]. Tamén se denominan [[GTPases]] da [[superfamilia Ras]], xa que son homólogas das [[subfamilia Ras|GTPases Ras]]. |
||
== Lipidación == |
== Lipidación == |
||
Para asociarse |
Para asociarse coa capa interna da [[bicapa lipídica]] da [[membrana plasmática]], moitas proteínas G e pequenas GTPases son lipidadas, é dicir, modificadas [[covalente]]mente coa adición de [[lípido]]s. A [[lipidación]] pode ser unha [[miristoilación]], [[palmitoilación]] ou [[prenilación]]. |
||
== Notas == |
== Notas == |
||
{{Listaref| |
{{Listaref|30em}} |
||
== Véxase tamén == |
== Véxase tamén == |
||
| Liña 71: | Liña 69: | ||
{{Commonscat|G proteins}} |
{{Commonscat|G proteins}} |
||
* {{MeshName|GTP-Binding+Proteins|3=GTP-Binding Proteins}} |
* {{MeshName|GTP-Binding+Proteins|3=GTP-Binding Proteins}} |
||
{{Control de autoridades}} |
|||
[[Categoría:Proteínas]] |
[[Categoría:Proteínas]] |
||
[[Categoría:Proteínas periféricas de membrana]] |
[[Categoría:Proteínas periféricas de membrana]] |
||
[[Categoría:Sinalización celular]] |
[[Categoría:Sinalización celular]] |
||
[[Categoría:Proteínas G]] |
|||
{{Link GA|es}} |
|||
Revisión actual feita o 10 de febreiro de 2024 ás 16:45
- Non confundir coa proteína bacteriana G (ver Proteína G (Streptococcus)).
As proteínas G, tamén chamadas proteínas que se ligan a nucleótidos de guanosina, son unha familia de proteínas implicada na transmisión de sinais de diferentes tipos de estímulos de fóra da célula cara ao interior da célula. As proteínas G funcionan como interruptores moleculares. As súas actividades están reguladas por factores que controlan a súa capacidade de unirse e hidrolizar a guanosina trifosfato (GTP) a guanosina difosfato (GDP). Cando se unen ao GTP, están "encendidos" (en "on"), e cando se unen ao GDP, están "apagados" (en "off"). As proteínas G pertencen a un grande grupo de proteínas chamadas GTPases.
Hai dúas clases de proteínas G. Unhas son GTPases pequenas monoméricas, mentres que as outras forman e funcionan como complexos de proteína G heterotrimérica. Estas últimas son complexos constituídos por subunidades alfa (α), beta (β) e gamma (γ).[1] Ademais, as subunidades beta e gamma poden formar un complexo estable dímero denominado complexo beta-gamma.
As proteínas G localizadas dentro da célula son activadas polos receptores acoplados á proteína G (GPCRs) que abranguen todo o grosor da membrana. A un dominio do GPCR localizado fóra da célula únense moléculas de sinalización. Á súa vez, un dominio do GPCR intracelular activa a proteína G. A proteína G activa despois unha fervenza de eventos posteriores de sinalización que finalmente causan un cambio no funcionamento da célula. O receptor acoplado á proteína G e as proteínas G traballan xuntas na transmisión de sinais procedentes de moitas hormonas, neurotransmisores, e outros factores de sinalización.[2] As proteínas G regulan encimas metabólicos, canles iónicas, transportadores, e outras partes da maquinaria celular, controlando a transcrición, motilidade, contractilidade, e secreción, as cales á súa vez regulan diversas funcións sistémicas como o desenvolvemento embrionario, aprendizaxe e memoria, e a homeostase.[3]
Historia
[editar | editar a fonte]As proteínas G foron descubertas cando Alfred G. Gilman e Martin Rodbell investigaban a estimulación das células con adrenalina. Observaron que cando a adrenalina se unía ao seu receptor, o receptor non estimulaba a actividade de encimas directamente, senón que dito receptor estimulaba primeiro a unha proteína G, a cal, á súa vez, estimulaba os encimas (por exemplo á adenilato ciclase, que produce o segundo mensaxeiro AMP cíclico).[4] Por este descubrimento estes investigadores recibiron o Premio Nobel de Medicina de 1994.[5]
Función
[editar | editar a fonte]- Artigo principal: Receptor acoplado á proteína G.
As proteínas G son moléculas importantes na transdución de sinais nas células iniciada nos receptores acoplados á proteína G. "O mal funcionamento das vías de sinalización do GPCR (receptor acoplado á proteína G) está implicado en moitas doenzas, como a diabetes, cegueira, alerxias, depresión, defectos cardiovasculares, e certas formas de cancro. Estímase que un 30% das dianas dos fármacos modernos son GPCRs." [6]
O xenoma humano codifica uns 800 [7] receptores acoplados á proteína G, que poden detectar, segundo os casos, fotóns (luz), hormonas, factores de crecemento, fármacos, e outros ligandos endóxenos. Aproximadamente 150 dos GPCRs que se encontraron no xenoma humano teñen funcións aínda descoñecidas.
Tipos de sinalización por proteínas G
[editar | editar a fonte]As proteínas G poden pertencer a dúas familias de proteínas: as heterotriméricas e as GTPases pequenas. As proteínas G heterotriméricas, ás veces denominadas proteínas G "grandes", son activadas polos receptores acoplados á proteína G e están formados polas subunidades alfa (α), beta (β), e gamma (γ). O segundo tipo son as proteínas G "pequenas" (de 20-25 kDa) que pertencen á superfamilia das proteínas Ras de GTPases pequenas. Estas proteínas son monoméricas e homólogas da subunidade alfa (α) que se encontra nas heterotriméricas, e tamén se unen ao GTP e GDP e están implicadas na transdución de sinais.
Proteínas G heterotriméricas
[editar | editar a fonte]Hai distintos tipos de proteínas G heterotriméricas, que comparten o mesmo mecanismo de funcionamento. Son activadas en resposta a un cambio de conformación no receptor acoplado á proteína G, intercambian GDP por GTP, e disócianse para activar a outras proteínas na vía de transdución de sinais. Porén, os mecanismos específicos difiren dun tipo a outro.
Mecanismos comúns
[editar | editar a fonte]
As proteínas G activadas por receptor están unidas ao lado interno da membrana plasmática. Constan da subunidade Gα e as subunidades estreitamente asociadas Gβγ. Hai moitas clases de subunidades Gα, como son, por exemplo: Gsα (G estimuladora), Giα (G inhibidora), Goα (G doutros tipos), Gq/11α, e G12/13α. Compórtanse de xeito diferente no recoñecemento do efector, pero comparten un mecanismo similar de activación.
Activación
[editar | editar a fonte]Cando un ligando activa ao receptor acoplado á proteína G, isto induce un cambio conformacional no receptor, que permite que o receptor funcione como un factor de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF), que intercambia GTP en lugar de GDP na subunidade Gα, segundo a explicación tradicional do modo de activación da proteína heterotrimérica. Este intercambio activa a disociación da subunidade Gα, unida ao GTP, do dímero Gβγ e do receptor. Porén, están empezando a aceptarse outros modelos que suxiren que hai un rearranxo molecular, reorganización, e formación dun precomplexo de moléculas efectoras.[8][9] Tanto a Gα-GTP coma a Gβγ poden despois activar diferentes fervenzas de sinalización (ou vías de segundos mensaxeiros) e proteínas efectoras, mentres que o receptor pode activar a outra proteína G máis iniciando outro ciclo.[10]
Terminación
[editar | editar a fonte]A subunidade Gα hidroliza finalmente o GTP que estaba unido a GDP pola súa actividade encimática inherente, o que lle permite reasociarse con Gβγ e empezar un novo ciclo. Un grupo de proteínas chamadas reguladores da sinalización das proteínas G (RGSs), actúan como proteínas activadoras da GTPase (GAPs), específicas para as subunidades Gα. Estas proteínas actúan acelerando a hidrólise do GTP a GDP e finalizando o sinal transducido. Nalgúns casos, o propio efector pode ter unha actividade GAP intrínseca, o cal axuda a desactivar a vía. Isto é así no caso da fosfolipase C beta, a cal posúe actividade GAP na súa rexión C-terminal. Esta é unha forma alternativa de regulación da subunidade Gα. Porén, hai que salientar que os GAPs de Gα non teñen residuos catalíticos para activar a proteína Gα, senón que funcionan rebaixando a enerxía de activación necesaria para que poida ter lugar a reacción.[11]
Mecanismos específicos
[editar | editar a fonte]Gαs
[editar | editar a fonte]Gαs activa a vía dependente de AMPc ao estimular a produción de AMPc a partir de ATP. Isto realízase por estimulación directa do encima asociado a membranas adenilato ciclase. O AMPc actúa como un segundo mensaxeiro que interacciona e activa á proteína quinase A (PKA). A PKA pode despois fosforilar a numerosas moléculas diana augas abaixo da vía.
A vía dependente de AMPc utilízase como unha vía de transdución de sinais de moitas hormonas, entre as que están: ADH, GHRH, GHIH, CRH, ACTH, TSH, LH, FSH, PTH, (co receptor PTH1 en riles e ósos, o receptor PTH2 no sistema nervioso central, ósos, riles e cerebro), calcitonina (co receptor da calcitonina en intestinos, ósos, riles e cerebro), glicagón, hCG e adrenalina.
Gαi
[editar | editar a fonte]Gαi inhibe a produción de AMPc a partir de ATP.
A insulina funciona a través de proteínas segundo mensaxeiros Gi (inhibitorias).
Gαq/11
[editar | editar a fonte]Gαq/11 estimula á fosfolipase C beta unida a membranas, a cal despois cliva ao PIP2 (un fosfoinosítido de membrana) orixinando dous segundos mensaxeiros, o IP3 e o diacilglicerol (DAG). A vía dependente do fosfolípido inositol utilízase como unha vía de transdución de sinais por hormonas como as seguintes: ADH (Vasopresina/AVP), TRH, TSH, anxiotensina II e GnRH.
Gα12/13
[editar | editar a fonte]- Gα12/13 están implicadas na sinalización pola GTPase da familia Rho (por medio da superfamilia RhoGEF) e controlan a remodelación do citoesqueleto, regulando a migración celular.
Gβ
[editar | editar a fonte]- Gβγ ás veces ten tamén funcións activas, como por exemplo activar e acoplar as canles de potasio de tipo GIRK (G protein-coupled inwardly-rectifying potassium channel).
GTPases pequenas
[editar | editar a fonte]- Artigo principal: GTPase pequena.
As GTPases pequenas tamén se unen ao GTP e GDP e interveñen na transdución de sinais. Estas proteínas son homólogas á subunidade alfa (α) presente nas heterotriméricas, pero son monómeros. Son pequenas proteínas de só 20-kDa a 25-kDa que se unen ao GTP. Tamén se denominan GTPases da superfamilia Ras, xa que son homólogas das GTPases Ras.
Lipidación
[editar | editar a fonte]Para asociarse coa capa interna da bicapa lipídica da membrana plasmática, moitas proteínas G e pequenas GTPases son lipidadas, é dicir, modificadas covalentemente coa adición de lípidos. A lipidación pode ser unha miristoilación, palmitoilación ou prenilación.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ Hurowitz EH, Melnyk JM, Chen YJ, Kouros-Mehr H, Simon MI, Shizuya H (2000). "Genomic characterization of the human heterotrimeric G protein alpha, beta, and gamma subunit genes". DNA Res 7 (2): 111–20. PMID 10819326. doi:10.1093/dnares/7.2.111.
- ↑ Reece J, C N (2002). Biology. San Francisco: Benjamin Cummings. ISBN 0-8053-6624-5.
- ↑ Neves SR, Ram PT, Iyengar R (May 2002). "G protein pathways". Science 296 (5573): 1636–9. PMID 12040175. doi:10.1126/science.1071550.
- ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994, Illustrated Lecture.
- ↑ Press Release: A Asemblea Nobel do Instituto Karolinska decidiu conceder o Premio Nobel de Fisioloxía e Medicina de 1994 conxuntamente a Alfred G. Gilman e Martin Rodbell polo seu descubrimento das "proteínas G e o papel destas proteínas na transdución de sinais nas células". 10 de outubro de 1994.
- ↑ Bosch DE, Siderovski DP (2013). "G protein signaling in the parasite Entamoeba histolytica". Experimental & Molecular Medicine 10 (1038): 1–12.
- ↑ Baltoumas FA, Theodoropoulou MC, Hamodrakes SJ (2013). "Interactions of the alpha subunits of heterotrimeric G-proteins with GPCRs, effectors and RGS proteins: A critical review and analysis of interacting surfaces, conformational shifts, structural diversity and electrostatic potentials". Journal of Structural Biology 10 (1016).
- ↑ Digby GJ, Lober RM, Sethi PR, Lambert NA. (2006). "Some G protein heterotrimers physically dissociate in living cells". Proc Natl Acad Sci USA 103 (47): 17789–94. PMC 1693825. PMID 17095603. doi:10.1073/pnas.0607116103.
- ↑ Khafizov K, Lattanzi G, Carloni P (2009). "G protein inactive and active forms investigated by simulation methods". Proteins : Structure, Function, and Bioinformatics 75 (4): 919–30. PMID 19089952. doi:10.1002/prot.22303.
- ↑ Yuen JW, Poon LS, Chan AS, Yu FW, Lo RK, Wong YH (June 2010). "Activation of STAT3 by specific Galpha subunits and multiple Gbetagamma dimers". Int. J. Biochem. Cell Biol. 42 (6): 1052–9. PMID 20348012. doi:10.1016/j.biocel.2010.03.017.
- ↑ Sprang, SR; Chen, Z; Du, X (2007). "Structural basis of effector regulation and signal termination in heterotrimeric Galpha proteins.". Advances in protein chemistry 74: 1–65. PMID 17854654. doi:10.1016/S0065-3233(07)74001-9.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Ligazóns externas
[editar | editar a fonte] |
Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría: Proteína G |
- GTP-Binding Proteins Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
