Nimellä G-proteiinit on epähomogeeninen proteiiniryhmä, joka voi sitoutua nukleotideihin guanosiinidifosfaattia (GDP) ja guanosiinitrifosfaattia (GTP).
Niillä on ratkaiseva rooli solunulkoisten signaalien siirtämisessä ja ”siirtämisessä” soluun ja sen sisällä. Kalvopohjaiset, heterotrimeriset G-proteiinit ovat välittäjä solunulkoisen ja solunsisäisen tilan välillä, ja ns. Pienet G-proteiinit, jotka sijaitsevat solujen sytosolissa, varmistavat signaalien siirron solussa.
Mikä on G-proteiini?
G-proteiinit, tunnetaan myös nimellä GTPaasit, edustavat epähomogeenistä proteiiniryhmää, jolla on ratkaiseva merkitys solunulkoisten signaalien siirtämisessä soluun ja sen sisällä. Kaikille G-proteiineille on tunnusomaista se, että ne voivat sitoutua nukleotideihin GTP ja GDP.
Ne voidaan jakaa kahteen suureen ryhmään membraaniin sitoutuneita heterotrimerisiä G-proteiineja ja ns. Pieniä monomeerisiä G-proteiineja. Monomeeriset G-proteiinit sijaitsevat solujen sytosolissa ja toimivat toisina lähettiläinä signaalin siirtoon solun sisällä. Kalvoon sitoutuneet G-proteiinit koostuvat alayksiköistä Alfa, Beta ja Gamma. Passiivisessa tilassa BKT on sitoutunut alfa-alayksikköön.
Solunulkoinen ärsyke (signaali) käynnistää prosessin, jossa BK korvataan GTP: llä ja samanaikaisesti tapahtuu dissosiaatio alfa-alayksikön ja beeta-gamma-alayksikön välillä. Kaksi beeta- ja gamma-alayksikköä pysyvät yhdessä aktiivisena funktionaalisena yksikönä myös seuraavissa prosesseissa beeta-gamma-alayksikkönä. GTP: n suorittama BKT: n vaihto vastaa siten siirtymistä passiivisesta “POIS-asennosta” aktivoituun “ON-asentoon”.
Toiminto, vaikutukset ja tehtävät
Kuten eläinsolut, ihmisen solut ovat suojattu solukalvolla, joka ei ole helposti läpäisevä suurille molekyyleille tai patogeenisille bakteereille. Toisaalta solukalvo tarjoaa suojan sisäiselle sytosolille ja solun ytimelle, toisaalta tämä voi olla ongelma tarvittavalle viestinnälle ja tiedonvaihdolle solujen välillä, solun sisällä ja solunulkoisen ja solunsisäisen tilan välillä.
Kalvoon sitoutuneiden heterotrimeristen G-proteiinien, joista noin 21 erilaista alfa-alayksikköä tunnetaan, päätehtävä on signaalin siirtäminen solunulkoisesta tilasta solun sisäpuolelle. Signaalitransduktiot ovat välttämättömiä signaalien siirtämiselle ja tiettyjen ”ohjeiden” kääntämiselle solujen aineenvaihduntaprosesseihin. Asia on vastaanottaa tärkeitä viestejä, jotka tuodaan soluihin ulkopuolelta lähettiaineiden, hormonien tai välittäjäaineiden välityksellä, ja kääntää ne solun "työohjeiksi" ja välittää ne toisille solun sisäisille lähettiläille, jotka varmistavat lisäkuljetuksen sytosolin sisällä. .
Transduktioprosessilla on myös tärkeä rooli tiettyjen herkkien ärsykkeiden, kuten näkö, kuulo, maku ja haju, siirtymisessä. Signaalinsiirto on yhtä tärkeä tiettyjen kehon lämpötilaa, verenpainetta, sydämen toimintaa ja monia muita tajuttomia parametreja säätelevien säätöpiirien toiminnalle. Yksinkertaisesti sanottuna solukalvoon ankkuroituneet heterotrimeeriset G-proteiinit ilmentävät signaaliaineiden aktiivista puhdistuspistettä, jotka siirretään muunnetussa muodossa pieniin G-proteiineihin solun sisällä, jotka toimivat toisina lähettiläinä.
Pienet G-proteiinit, joista tunnetaan yli 100 erilaista muotoa, suorittavat monenlaisia tehtäviä solun sisällä.Ne osallistuvat esimerkiksi geeniekspression säätelyyn, sytoskeleton organisointiin, aineiden kuljetukseen ytimen ja sytoplasman välillä, samoin kuin aineiden vaihtoon lysosomien kanssa ja solujen lisääntymiseen.
Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot
Kuten kaikki muutkin proteiinit, G-proteiinien emäksiset rakennuspalikat ovat ns. Proteinogeeniset aminohapot, joista 23 tunnetaan tähän mennessä. Vaikka solujen aineenvaihdunta pystyy syntetisoimaan suurimman osan aminohapoista itse, harvat välttämättömiksi määritellyt aminohapot on nautittava ruoan kanssa.
Proteiinien kokoonpano tapahtuu joko maasta ylöspäin nauhoittamalla aminohapot geneettisesti ennalta määrätyssä sekvenssissä tai kokoamalla osittain purettujen pitkäketjuisten proteiinien olemassa olevat fragmentit. Fragmentit voivat myös koostua peptideistä tai polypeptideistä, jotka määritelmän mukaan koostuvat vähemmän kuin 100 aminohaposta. G-proteiinien synteesi tapahtuu jokaisessa yksittäisessä solussa monimutkaisissa prosesseissa, jotka perustuvat geenisegmentteihin, jotka on aiemmin kopioitu mRNA: han, jotka määrittävät kunkin yksittäisen proteiinin aminohapposekvenssin.
Koska niiden monimuotoisuudessa olevat G-proteiinit osallistuvat käytännöllisesti katsoen kaikkiin solujen säätely- ja säätelyprosesseihin ja aktivoidun ja inaktivoidun tilan välinen suhde on erittäin dynaaminen, tilannekuva niiden pitoisuuksista tai aktiivisuudesta soluissa ei ole mahdollista eikä sillä olisi merkitystä. Suorittavatko kaikki verkon G-proteiinit “normaalia” työtä, voidaan arvioida vain epäsuorasti terveystilan perusteella.
Sairaudet ja häiriöt
Jos kyseessä on proteiini, joka on entsyymin, hormonin tai muun funktionaalisen yksikön funktionaalinen tai aktivoiva osa, on vaara, että virhe aminohapposekvenssissä johtaa niiden menettämiseen ja entsyymin tai hormonin menettämiseen osa sen tehokkuudesta. Useimmissa ”proteiinivirheiden” tapauksissa on vastaava geneettinen vika.
Geenisegmentin mutaatio johtaa aminohapposekvenssin virheelliseen määrittelyyn ja siten vastaavan proteiinin väärään rakenteeseen. G-proteiineja ei säästetä sellaisista geneettisesti määritettyistä virheistä suunnitelmassa. G-proteiinit menettävät kuitenkin myös toimintansa, jos vika on G-proteiiniin kytketyissä reseptoreissa.
Molemmissa tapauksissa heikentynyt kyky siirtää signaaleja laukaisee tietyn sairauden tai myötävaikuttaa sen kehitykseen. Sairauksia, jotka liittyvät G-proteiinien toimintahäiriöihin, ovat esimerkiksi pseudohypoparatyreoosi, akromegalia, hyperfunktionaalinen kilpirauhasen adenooma, munasarjojen kasvaimet ja muutama muu.
.jpg)
