Las subunidades G alfa son uno de los tres tipos de subunidades de proteínas de unión a nucleótidos de guanina, que son proteínas G heterotriméricas asociadas a la membrana . [1]
G-alfa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | G-alfa | |||||||
Pfam | PF00503 | |||||||
Clan pfam | CL0023 | |||||||
InterPro | IPR001019 | |||||||
SCOP2 | 1gia / SCOPe / SUPFAM | |||||||
CDD | cd00066 | |||||||
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Fondo
Las proteínas G y sus receptores ( GPCR ) forman uno de los sistemas de señalización más prevalentes en las células de mamíferos , regulando sistemas tan diversos como la percepción sensorial, el crecimiento celular y la regulación hormonal . [2] En la superficie celular , la unión de ligandos como hormonas y neurotransmisores a un GPCR activa el receptor provocando un cambio conformacional , que a su vez activa la proteína G unida en el lado intracelular de la membrana . El receptor activado promueve el intercambio de GDP unido por GTP en la subunidad alfa de la proteína G. La unión de GTP cambia la conformación de las regiones de cambio dentro de la subunidad alfa, lo que permite que la proteína G trimérica unida (inactiva) se libere del receptor y se disocie en la subunidad alfa activa (unida a GTP) y el dímero beta / gamma . La subunidad alfa y el dímero beta / gamma continúan activando distintos efectores posteriores, como la adenilil ciclasa, las fosfodiesterasas, la fosfolipasa C y los canales iónicos . Estos efectores, a su vez, regulan las concentraciones intracelulares de mensajeros secundarios, como cAMP , diacilglicerol , cationes de sodio o calcio , que finalmente conducen a una respuesta fisiológica , generalmente a través de la regulación de la transcripción génica . El ciclo se completa por la hidrólisis de GTP alfa subunidad unida a GDP, dando como resultado la re-asociación de la alfa y beta / gamma subunidades y su unión al receptor, que termina la señal. [3] La longitud de la señal de la proteína G está controlada por la duración de la subunidad alfa unida a GTP, que puede ser regulada por proteínas RGS (regulador de la señalización de la proteína G) o por modificaciones covalentes . [4]
Formas de subunidad
Hay varias isoformas de cada subunidad, muchas de las cuales tienen variantes de empalme , que juntas pueden formar cientos de combinaciones de proteínas G. La combinación específica de subunidades en las proteínas G heterotriméricas afecta no solo a qué receptor se puede unir , sino también a qué diana corriente abajo se ve afectada, proporcionando los medios para apuntar a procesos fisiológicos específicos en respuesta a estímulos externos específicos. [5] [6] Las proteínas G llevan modificaciones de lípidos en una o más de sus subunidades para dirigirlas a la membrana plasmática y contribuir a las interacciones de las proteínas.
Esta familia está formada por la subunidad alfa de la proteína G, que actúa como una GTPasa débil. Las clases de proteínas G se definen en función de la secuencia y función de sus subunidades alfa, que en los mamíferos se dividen en varios subtipos: G (S) alfa , G (Q) alfa , G (I) alfa , transducina y G (12) alfa; también hay clases de hongos y plantas de subunidades alfa. La subunidad alfa consta de dos dominios: un dominio de unión a GTP y un dominio de inserción helicoidal ( InterPro : IPR011025 ). El dominio de unión a GTP es homólogo a las pequeñas GTPasas similares a Ras e incluye las regiones de cambio I y II, que cambian de conformación durante la activación . Las regiones de cambio son bucles de hélices alfa con conformaciones sensibles a los nucleótidos de guanina . El dominio de inserción helicoidal se inserta en el dominio de unión a GTP antes de la región de cambio I y es exclusivo de las proteínas G heterotriméricas. Este dominio de inserción helicoidal funciona para secuestrar el nucleótido de guanina en la interfaz con el dominio de unión a GTP y debe desplazarse para permitir la disociación de nucleótidos .
Referencias
- ^ Preininger AM, Hamm HE (febrero de 2004). "Señalización de la proteína G: conocimientos de nuevas estructuras". Sci. STKE . 2004 (218): re3. doi : 10.1126 / stke.2182004re3 . PMID 14762218 . S2CID 36008459 .
- ^ Roberts DJ, Waelbroeck M (septiembre de 2004). "Activación de la proteína G por receptores acoplados a proteína G: ¿formación de complejos ternarios o reacción catalizada?". Biochem. Pharmacol . 68 (5): 799–806. doi : 10.1016 / j.bcp.2004.05.044 . PMID 15294442 .
- ^ Svoboda P, Teisinger J, Novotný J, Bourová L, Drmota T, Hejnová L, Moravcová Z, Lisý V, Rudajev V, Stöhr J, Vokurková A, Svandová I, Durchánková D (2004). "Bioquímica de la señalización transmembrana mediada por proteínas G triméricas". Physiol Res . 53 Supl. 1: S141–52. PMID 15119945 .
- ^ Chen CA, Manning DR (marzo de 2001). "Regulación de proteínas G por modificación covalente" . Oncogén . 20 (13): 1643–52. doi : 10.1038 / sj.onc.1204185 . PMID 11313912 .
- ^ Hildebrandt JD (agosto de 1997). "Papel de la diversidad de subunidades en la señalización por proteínas G heterotriméricas". Biochem. Pharmacol . 54 (3): 325–39. doi : 10.1016 / S0006-2952 (97) 00269-4 . PMID 9278091 .
- ^ Albert PR, Robillard L (mayo de 2002). "Especificidad de la proteína G: dirección del tráfico requerida". Célula. Señal . 14 (5): 407–18. doi : 10.1016 / S0898-6568 (01) 00259-5 . PMID 11882385 .