A G kifejezés fehérjék fehérjék inhomogén csoportjára utal, amelyek megköthetik a guanozin-difoszfát (GDP) és a guanozin-trifoszfát (GTP) nukleotidokat. Kritikus funkciót töltenek be az extracelluláris jelek transzdukciójában és „transzlációjában” a sejtbe és a sejten belül. Membránhoz kötött, heterotrimer G fehérjék mediátorok az extracelluláris és intracelluláris tér között, és az úgynevezett kicsi G fehérjék, amelyek a sejtek citoszoljában helyezkednek el, biztosítják a jelek továbbítását a sejten belül.
Mi a G fehérje?
G fehérjék, más néven GTPázok, egy inhomogén fehérjecsoportot képviselnek, amelyek kritikus szerepet játszanak az extracelluláris jelek sejten belüli és azon belüli transzdukciójában. Valamennyi G fehérjét az jellemzi, hogy képesek megkötni a GTP és a GDP nukleotidokat. A membránhoz kötött heterotrimer G fehérjék és az úgynevezett kis monomer G fehérjék két fő csoportjára oszthatók. A monomer G fehérjék a sejtek citoszoljában helyezkednek el, és a sejten belüli jelátvitel második hírvivőiként működnek. A membránhoz kötött G fehérjék az alfa, a béta és a gamma alegységekből állnak. Inaktív állapotban a GDP az alfa alegységhez kötődik. Az extracelluláris inger (jel) elindít egy folyamatot, amelyben a GDP-t GTP helyettesíti, és ezzel párhuzamosan disszociáció következik be az alfa alegység és a béta gamma alegység között. A két béta és gamma alegység aktív funkciós egységként marad együtt a későbbi folyamatokban, mint béta-gamma alegység. Így a GDP GTP-vel történő cseréje megfelel az inaktív „OFF” helyzetből az aktivált „ON” állásba történő váltásnak.
Funkció, cselekvés és szerepek
Az emberi sejteket az állati sejtekhez hasonlóan a sejt membrán hogy nem könnyen áteresztő nagy molekulák vagy kórokozó csíra. Egyrészt a sejt membrán védelmet nyújt a belső citoszol és a mag számára; másrészt ez problémát jelenthet a szükséges kommunikáció és információcsere szempontjából a sejtek között, egy cellán belül, valamint az extracelluláris és intracelluláris tér között. A membrán heterotrimer G fehérjék - amelyek közül körülbelül 21 különböző alfa alegység ismert - fő funkciója a jelátvitel az extracelluláris térből a sejt belsejébe. A jelátvitel elengedhetetlen a jelek továbbításához és a specifikus „utasítások” sejtanyagcsere folyamatokká történő fordításához. Fontos olyan üzenetek fogadása, amelyeket a cellába kívülről továbbítanak messenger anyagokon keresztül, hormonok vagy neurotranszmitterek, lefordítva a sejt „munkautasításaként”, és a sejt belsejébe juttatva azokat a második hírvivőkhöz, amelyek biztosítják a citoszolon belüli további szállítást. Továbbá, a transzdukció folyamata fontos szerepet játszik bizonyos érzékeny ingerek, például látás, hallás, íz és a szag. A jelátvitel ugyanolyan fontos bizonyos szabályozó áramkörök működése szempontjából, amelyeken keresztül a testhőmérséklet, vér nyomás, szív funkciót és sok más tudattalan paramétert vezérelnek. Leegyszerűsítve: a heterotrimer G fehérjék lehorgonyozódnak a sejt membrán megtestesítik az aktív elszámolási helyet a jelzőanyagok számára, amelyeket transzformált formában juttatnak el a sejtben lévő kis G fehérjékhez, mint második hírvivők. A kis G fehérjék, amelyeknek több mint 100 különböző formája ismert, a sejten belül sokféle feladatot látnak el. Például részt vesznek a gén expresszió, a citoszkeleton szerveződése, az anyagok szállítása a sejtmag és a citoplazma között, valamint az anyagok cseréje lizoszómákkal és sejtproliferáció.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
A G-fehérjék alapvető építőköveit, mint minden más fehérjét, az úgynevezett proteinogén alkotja aminosavak, amelyekből napjainkig 23 ismert. Míg a sejtanyagcsere képes a legtöbbet szintetizálni aminosavak önmagában az esszenciálisnak kijelölt néhány aminosavat étellel kell bevenni. A fehérjék összeszerelése a semmiből történik, összefűzéssel aminosavak genetikailag előre meghatározott szekvenciában vagy részben szétszerelt hosszú láncú fehérjék már meglévő fragmenseinek összeillesztésével. A fragmentumok állhatnak peptidekből vagy polipeptidekből is, amelyek a definíció szerint kevesebb, mint 100 aminocsoportból állnak savak. A G-fehérjék szintézise minden egyes sejtben bonyolult folyamatokban zajlik a gén az mRNS-ben korábban lemásolt szegmensek, amelyek meghatározzák az egyes fehérjék aminosav-szekvenciáját. Mivel a G fehérjék sokféleségükben az egyes sejtek gyakorlatilag minden szabályozási és szabályozási folyamatában részt vesznek, és mivel az aktivált és inaktivált állapotok aránya nagyon dinamikus, pillanatkép koncentráció vagy a sejtekben való aktivitás nem lehetséges és nem lenne értelmes. Azt, hogy a hálózatban található G-fehérjék összessége „normális” munkát végez-e, csak közvetett módon lehet megbecsülni Egészség állapotát.
Betegségek és rendellenességek
Azokat a fehérjéket, amelyek egy enzim, hormon vagy más funkcionális entitás funkcionális vagy aktiváló részét képezik, fennáll a funkcióvesztés veszélye aminosav-szekvenciájuk hibája miatt, ami az enzim vagy a hormon elveszíti működésének egy részét. A „fehérje-hiba” legtöbb esetben van egy megfelelő gén disszidál. Egy génszegmens mutációja az aminosav-szekvencia hibás specifikációjához és ezáltal a megfelelő fehérje hibás felépítéséhez vezet. A G-fehérjéket nem kímélik az építési terv ilyen genetikailag meghatározott hibái. A G fehérjék funkcionális veszteségei azonban akkor is előfordulnak, ha a hiba a G fehérjéhez kapcsolt receptorokban található. Mindkét esetben a jelátvitel csökkent képessége kiváltja vagy hozzájárul egy adott betegséghez. A G-fehérje működésének károsodásával járó betegségek közé tartozik a pseudohypoparathyreosis, acromegalia, hiperfunkcionális pajzsmirigy adenoma, petefészekdaganatok és még sokan mások.
