| G-proteiinin alfa-alayksikkö | |
|---|---|
| heterotrimeerinen Gtα / Giα kimeerinen kompleksi ja Gβγ - alayksikkö | |
| Tunnisteet | |
| Symboli | G-alfa |
| Pfam | PF00503 |
| Pfam- klaani | CL0023 |
| InterPro | IPR001019 |
| SCOP | 1gia |
| SUPERPERHE | 1gia |
| CDD | cd00066 |
| Saatavilla olevat proteiinirakenteet | |
| Pfam | rakenteet |
| ATE | RCSB ATE ; PDBe ; ATEj |
| ATE-summa | 3D malli |
Guaniini - nukleotideja sitovat proteiinit (ns. G-proteiinit ) - kalvoon sitoutuneet heterotrimeeriset proteiinit, jotka koostuvat kolmesta alayksiköstä, joita kutsutaan "alfaksi", "beetaksi" ja "gammaksi" (Ga , Gp , Gy ) . [1] Heterotrimeeriset G-proteiinit ja niihin liittyvät G- proteiiniin kytketyt reseptorit ( GPCR :t ) ovat yksi yleisimmistä solunsisäisistä signalointijärjestelmistä eläinsoluissa , erityisesti nisäkässoluissa . Ne säätelevät hyvin monenlaisia prosesseja, kuten aistituntemuksia ( näkö , maku , haju ), kasvua, kehitystä, solujen erilaistumista ja lisääntymistä, hormonien eritystä [2] .
Solun pinnalla hormonien ja välittäjäaineiden sitoutuminen GPCR :ään aktivoi reseptorin aiheuttaen konformaatiosiirtymiä , jotka puolestaan aktivoivat solukalvon sisäpinnalla sijaitsevan G-proteiinin. G-proteiinin aktivoituminen saa GDP :n irtautumaan a-alayksiköstään, ja GTP ottaa sen tilalle . GTP :n sitoutuminen johtaa jälleen muutokseen a-alayksikön konformaatiossa , mikä sallii reseptoriin sitoutuneen G-proteiinin heterotrimeerin (inaktiivinen muoto) irtautua siitä ja dissosioitua aktiiviseksi GTP:hen sitoutuneeksi α-alayksiköksi ja βγ-heterodimeeriksi. . α-alayksikkö ja βγ-heterodimeeri aktivoivat alavirran efektoreita, kuten adenylaattisyklaasia , fosfodiesteraasia , fosfolipaasi C :tä ja ionikanavia . Nämä efektorit puolestaan lisäävät tai vähentävät toissijaisten lähettiaineiden, kuten cAMP :n , diasyyliglyserolin , natriumin tai kalsiumin , solunsisäisiä pitoisuuksia, jotka lopulta johtavat fysiologisen vasteen muodostumiseen, yleensä geenin transkription muutosten kautta . Sykli saatetaan loppuun alfa-kytketyn GTP :n hydrolyysillä GDP :ksi, mikä johtaa a-alayksikön ja βy-heterodimeerin uudelleenassosioitumiseen ja sitä seuraavaan G-proteiiniheterotrimeerin sitoutumiseen reseptoriin [3] . G-proteiiniin kytketyn reseptorin signaalin kesto riippuu GTP-kytketyn α-alayksikön stabiilisuudesta, jota voidaan säädellä RGS-proteiinien (G-proteiinin signaloinnin säätelijä) tai translaation jälkeisten modifikaatioiden avulla [4] . Jokaisesta alayksiköstä on useita isoformeja , joista monilla on useita silmukointivariantteja , jotka yhdessä mahdollistavat tuhansien erilaisten G-proteiinien muodostumisen. Spesifinen alayksiköiden yhdistelmä kussakin G-proteiinin heterotrimeerissä ei vaikuta vain siihen, mihin reseptoriin se voi sitoutua, vaan myös sen aktivoimiin efektoreihin, mikä mahdollistaa kohdistetun fysiologisen vasteen jokaiselle ärsyketyypille [5] [6] . Yhdessä tai useammassa G-proteiinin alayksikössä on lipidimodifikaatioita , jotka ohjaavat ne tietylle alueelle sytoplasmisella kalvolla ja myötävaikuttavat proteiini-proteiini-vuorovaikutukseen. Perhe koostuu G α - alayksiköistä , jotka ovat heikkoja GTPaaseja . G -proteiinit luokitellaan yleensä niiden primäärirakenteen ja niiden Ga-alayksiköiden toiminnan mukaan , jotka nisäkkäissä luokitellaan useisiin alatyyppeihin : Gsa , Gqa , Gia , transdusiini , gustdusiini ja G12a ; on myös useita kasvien ja sienten α-alayksiköiden luokkia . Jokainen α-alayksikkö koostuu kahdesta domeenista: GTP:tä sitovasta domeenista ja helikaalisesta insertiodomeenista [7] . GTP:tä sitova domeeni on homologinen Ras -kaltaisten pienten GTPaasien kanssa ja sisältää kaksi vaihtoaluetta, I ja II, jotka saavat aikaan konformaatiomuutoksen G-proteiinin aktivoitumisen aikana. Kytkimet ovat a-heliksien silmukoita , joiden konformaatio on herkkä guaniininukleotideille . Kierteinen insertiodomeeni sijaitsee GTP:tä sitovan domeenin välissä ennen I-vaihtoa ja on ainutlaatuinen G-proteiineille. Se toimii eristimenä guaniininukleotidille vuorovaikutuksessa GTP:tä sitovan domeenin kanssa ja on ehdottoman välttämätön nukleotidin dissosiaatiolle.