Под називом Г протеина је нехомогена група протеина која може да везује нуклеотиде гуанозин дифосфат (БДП) и гванозин трифосфат (ГТП).
Они играју пресудну улогу у преносу и „превођењу“ ванћелијских сигнала у ћелију и унутар ње. Мембрански везани, хетеротримерни Г протеини су посредник између ванћелијског и интраћелијског простора, а такозвани мали Г протеини, који су смештени у цитосолу ћелије, осигуравају пренос сигнала унутар ћелије.
Шта је Г протеин?
Г протеини, такође познати као ГТПазе, представљају нехомогену групу протеина који играју кључну улогу у преносу ванћелијских сигнала у ћелију и унутар ње. Све Г протеине карактерише чињеница да могу да везују нуклеотиде ГТП и БДП.
Они се могу поделити у две велике групе мембраном везаних хетеротримеричних Г протеина и такозване мале мономерне Г протеине. Мономерни Г протеини су смештени у цитосолу ћелија и делују као други гласници за пренос сигнала у ћелији. Мембрански везани Г протеини су састављени од подјединица Алфа, Бета и Гамма. У неактивном стању, БДП је везан за алфа подјединицу.
Изванстанични стимуланс (сигнал) покреће процес у којем БДП замјењује ГТП и истовремено се врши дисоцијација између алфа подјединице и бета-гама подјединице. Две бета и гама подјединице остају заједно као активна функционална целина чак и у наредним процесима као бета-гама подјединица. Размена БДП-а ГТП-ом тако одговара преласку из неактивног „ОФФ положаја“ у активирани „ОН положај“.
Функција, ефекат и задаци
Као и животињске ћелије, људске ћелије су заштићене ћелијском мембраном која није лако пропусна за велике молекуле или патогене микробе. С једне стране, ћелијска мембрана пружа заштиту унутрашњем цитосолу и ћелијском језгру, с друге стране, ово може представљати проблем потребне комуникације и размене информација између ћелија, унутар ћелије и између ванћелијског и унутарћелијског простора.
Главна функција мембраном везаних хетеротримерних Г-протеина, од којих је познато око 21 различите алфа подјединице, састоји се у трансдукцији сигнала из ванћелијског простора у унутрашњост ћелије. Трансдукције сигнала су неопходне за пренос сигнала и превођење одређених „упутстава“ у ћелијске метаболичке процесе. Поанта је у примању важних порука које се доносе у ћелију извана путем гласничких супстанци, хормона или неуротрансмитера и превођењем их као "радна упутства" за ћелију и њихово преношење на друге гласнике у ћелији, који обезбеђују даљи транспорт унутар цитосола .
Процес трансдукције такође игра важну улогу у преносу одређених осетљивих подражаја као што су вид, слух, укус и мирис. Трансдукција сигнала је једнако важна за функционисање одређених контролних петљи које контролишу телесну температуру, крвни притисак, рад срца и многе друге несвесне параметре. Једноставно речено, хетеротримерни Г-протеини усидрени у ћелијској мембрани садрже активну тачку чишћења сигналних супстанци, које се у трансформисаном облику преносе у мале Г-протеине унутар ћелије, који делују као други гласници.
Мали Г протеини, од којих је познато више од 100 различитих облика, обављају широк спектар задатака у ћелији.На пример, укључени су у регулацију експресије гена, организацију цитоскелета, транспорт супстанци између језгра и цитоплазме, као и размену материја са лизосомима и ћелијском пролиферацијом.
Образовање, појава, својства и оптималне вредности
Као и код свих осталих протеина, основни градивни блокови Г протеина су такозване протеиногене аминокиселине, од којих је до данас познато 23. Иако је ћелијски метаболизам у стању да синтетише већину аминокиселина, неколико аминокиселина описаних као есенцијалних морају се узимати са храном.
Састављање протеина се одвија или из темеља везањем аминокиселина у генетски одређеној секвенци или окупљањем постојећих фрагмената делимично растављених, дуголанчаних протеина. Фрагменти се такође могу састојати од пептида или полипептида који су, према дефиницији, састављени од мање од 100 аминокиселина. Синтеза Г протеина се одвија у свакој појединачној ћелији у сложеним процесима заснованим на генским сегментима претходно копираним у мРНА, који одређују аминокиселински низ сваког појединог протеина.
Пошто су Г протеини у својој разноликости укључени у практично све процесе контроле и регулације сваке поједине ћелије и однос између активираног и инактивираног стања је врло динамичан, снимак њихове концентрације или активности у ћелијама није могућ и не би имао смисла. Да ли сви Г протеини у мрежи обављају „нормалан“ рад, може се проценити индиректно само преко здравственог стања.
Болести и поремећаји
У случају протеина који су функционални или активирајући део ензима, хормона или других функционалних јединица, постоји ризик да ће грешка у њиховом низу аминокиселина изгубити функцију, а ензим или хормон изгубити део своје ефикасности. У већини случајева „дефекта протеина“ постоји одговарајућа генетска оштећења.
Мутација генског сегмента води до погрешне спецификације секвенције аминокиселина и према томе до погрешне конструкције одговарајућег протеина. Г протеини нису поштеђени од генетски одређених грешака у нацрту. Међутим, Г протеини такође губе своју функцију ако је крива у рецепторима везаним за протеин.
У оба случаја, смањена способност преношења сигнала покреће одређену болест или доприноси њеном развоју. Болести које су повезане са оштећеном функцијом Г протеина су, на пример, псеудохипопаратиреоидизам, акромегалија, хиперфункционални аденом штитне жлезде, тумори јајника и неколико других.
