A G fehérje egy olyan fehérje, amely lehetővé teszi az információ átvitelét a sejt belsejében . Így részt vesz a jelátvitelnek nevezett mechanizmusban .
Ez a fehérje az úgynevezett, mert ez használ a cseréjét GTP esetében a GDP , mint egy „molekuláris kapcsoló”, hogy ravaszt, vagy gátolják a biokémiai reakciókat a sejtben . A G fehérje kötődik a GTP-hez és a GDP-hez.
Alfred G. Gilman és Martin Rodbell ítélték oda a Nobel-díjat fiziológiai vagy orvostudományi a 1994 felfedezéséért és munkájukat a G-fehérjék.
A sejt felszínén elhelyezkedő receptor aktiválása után az ehhez a receptorhoz kötött G-fehérje képes lesz gátló vagy gerjesztő hatásra a sejt belsejében egy jelző kaszkádon keresztül.
Tehát egy transzmembrán receptor, amelyhez egy hormon , például adrenalin kötődik , kiváltja a receptorhoz kapcsolódó G-fehérje aktiválódását.
Az adrenalin esetében a G-fehérjének ezután szerepe lesz egy olyan fehérje-komplex aktiválásában ( pl.: A sejtmembránra rögzített adenilát-cikláz), amely a reakciók kaszkádját indítja el. Így létrejön egy második hormonális hírvivő anyag, például a ciklikus AMP, amely más sejteket gerjeszt a sejt belsejében.
G-fehérjék fedezték fel véletlenül, a tanulmányok alatt jobb megértését célzó indukcióját glükóz szintézis a májban kapcsolatban adrenalin és a glukagon , ami a felfedezés a ciklikus AMP , akkor a G-fehérjék (majd a béta-adrenerg receptorokat , majd a receptorok családja a G fehérjékhez kapcsolva ). Ezt a fehérjecsaládot hét transzmembrán doménnel (szerpentin receptor) rendelkező fehérjék jellemzik.
2008-ban már több mint 800 különböző G fehérje volt ismert az emberekben (ami az összes emberi gén 2-3% -ának felel meg). A G-fehérjéhez kötött receptorok többsége nem endokrin ligandumokhoz kötődik (hozzájárulva a fény-, szag- és ízreakciókhoz), és számos fontos szerepet játszik az embrió és az egyén fejlődésében (meghatározás és sejtproliferáció, sejtpolarizáció stb.). ).
Ezek a receptorok ma már számos tanulmány és teszt tárgyát képezik, mint gyógyszer célpontok. (2008-ban az új gyógyszerek 50% -a foglalkoztatta őket).
Receptoraikból számos hormont fedeztek fel (ezt fordított endokrinológiának hívják)
A G fehérjék a GTPázok nagy csoportjába tartoznak . A "G-fehérje" általában a membránhoz kötött heterotrimer G-fehérjékre utal, néha nagy G-fehérjének nevezik . Ezeket a fehérjéket a G-fehérjékhez kapcsolt receptorok aktiválják, és alfa (α), béta (β) és gamma (γ) alegységekből állnak. Vannak olyan kicsi G fehérjék vagy kicsi GTPázok is, mint a Ras, amelyek monomerek, amelyek nem kötődnek a membránhoz, de amelyek szintén megkötik a GTP-t és a GDP-t, és részt vesznek a jelátvitelben .
A G-fehérjék talán a legfontosabb jelátviteli molekulák a sejtekben. A működésük megzavarása feltételezhető, hogy többek között olyan betegségeket okoz, mint a cukorbetegség , az alkoholizmus és az agyalapi mirigy néhány rákos formája . Funkciójuk, a reakcióláncok és más fehérjékkel való kölcsönhatásuk alapvető megértése új kezelésekhez és megelőző megközelítésekhez vezethet.
A receptorhoz kapcsolt G-fehérjék a sejtmembrán belső felületéhez kötődnek . G α és G βγ alegységekből állnak, amelyek szorosan kapcsolódnak egymáshoz. Amikor egy ligandum aktiválja a G-fehérjéhez kapcsolt receptor (RCPG), a G-fehérje kötődik a receptorhoz, kibocsátja a GDP -kötő a G α alegység , és kötődik egy GTP molekulát helyett. Ez a csere kiváltja a disszociációja a G α alegység , a G βγ dimer , és a receptor. A G α -GTP és G βγ mindegyikük kiválthat különböző "jelátviteli kaszkádot" (vagy " második hírvivő rendszert ") és effektor fehérjéket, míg a receptor ismét képes aktiválni egy új G fehérjét. Belső enzimatikus , a G α alegység végül hidrolizálja a GTP-t GDP-hez, lehetővé téve, hogy újra társuljon a Gβγ-val, hogy új ciklust indítson .
A G-fehérje által kiváltott kaszkád szignalizáció jól jellemezhető példája a cAMP reakciólánc . Az enzim adenilát-cikláz aktiválódik G aS GTP (ek, mint stimuláció ) és szintetizálja a másodlagos hírvivő ciklikus adenozin-monofoszfát (cAMP) a ATP . Ezután a másodlagos hírvivő kölcsönhatásba lép más downstream fehérjékkel, hogy megváltoztassa a sejtek viselkedését.
A Gα alegységeknek két doménjük van, a GTPáz domén és az alfa spirál domén . Legalább 20 különböző alfa-alegység van, amelyek a következő fő fehérjecsaládokba sorolhatók :
A β és γ alegységek szorosan kapcsolódnak egymáshoz, ekkor béta-gamma komplexről beszélünk . A Gβ- komplex a GDP-GTP cserét követően szabadul fel a Gα alegységből . A szabad Gβ komplex maga is jelmolekulaként működhet, aktiválva más másodlagos hírvivőket vagy közvetlenül vezérelve az ioncsatornákat . Például a G βγ komplex , amikor kötődnek a hisztamin receptor , aktiválhatja foszfolipáz A 2 . A muszkarin - acetilkolin receptorhoz kapcsolt G βγ komplexek viszont közvetlenül megnyitják a GIRK csatornákat (a G fehérjék által aktivált káliumáram csatornák kiigazítását ).