G Proteina: Konposatu kimiko

GTP batek aktibatzen du, hortik bere izena.

Egitura molekularra aztertuta G proteinen artean bi mota bereitzen dira: Heterotrimerikoak eta monomerikoak.

G proteina heterotrimerikoak

 

G proteina handiak dira eta hiru azpiunitate dituzte, α, β eta γ. Mintzean txertaturik dituzte α eta γ azpiunitateak horretarako gantz-azidoak edo isoprenoideak dituzte eta lotura hidrofoboak eratzen dituzte zelula mintzeko fosfolipidoekin. Hirugarren azpiunitatea (β) aurreko biei lotzen zaie, ez mintzari.

Zelula mintzean G proteinari atxikituriko hartzaile batek kinada bat jasotzen duenean G proteina aktibatzen du eta honek GTP bat erabiltzen du bere burua bitan banatzeko. Alde batetik β-γ azpiunitateek tokiz mugitu eta proteina efektoreak aktibatzen dituzte, eta bestetik α azpiunitateak zelula barnera seinalea transmititzen du, adibidez adenilil ziklasa entzima aktibatuz (honek cAMP ugari ekoizten du).

G proteinen aniztasuna oso handia da. Giza genomak 18 Gα azpiunitate kodetzen ditu, 5 Gβ aziunitate eta 12 Gγ azpiunitate.

G proteina monomerikoa

G proteina txikia ere esatzen zaio, heterotrimerikoaren α azpiunitatearen antzekoa baita. 20 eta 40 KDa arteko pisu molekularra dute eta zelularen hainbat prozesutan hartzen dute parte: zelularen ugalketa, xixkuen trafikoa, zitoeskeletoaren egituran... Aurrekoak ez bezala, ez daude zelula mintzari lotuta, zitosolean aske baizik.

Hartzaileak

 

G proteinari atxikituriko hartzaileak (GPCR, G protein-coupled receptors) transmintzeko proteinak dira eta zazpi dominio dituzte mintza zeharkatzen dutenak. Proteina familia oso bat osatzen dute (giza zeluletako hirugarren gene-familia handiena) eta guztiek zelulaz kanpotik iritsitako kinadak jaso eta G proteinak aktibatuz zelula barnera transmititzeko funtzioa dute. Seinale molekula ugari hartzen dituzte, neurotrasmisoreak, feromonak, hormonak... Zelula eukariotiko guztietan aurkitzen dira.

Amino taldea duen muturra zelula kanporantz orientaturik aurkitzen da eta karboxilo taldea berriz zitosolaren aldera. Transmintzeko segmentu guztiek α-helize egitura dute. Segmentuen artean dauden bukleak (lehen mailako aminoazido kateak) hiru kanporantz begira daude eta beste hiru barnerantz. Zitosoleko hirugarren buklea gainerakoak baino handiagoa da eta hori da G proteinarekin elkarreragina duena. Batzuetan mutur karboxilikoa ere bai.

Adibidea: Hartzaileen adibide bat ornodunen erretinako makila zelulen mintzetan agertzen den errodopsina da. Argiaren seinalea transmititzen du, mintza hiperpolarizatuz. Ilunpetan Na⁺ kanalak irekita daude eta kanal horiek cGMP nukleotidoak kontrolatzen ditu. Argiak errodopsina aktibatzen du eta honek G proteina bat. G proteina disoziatzen denean α azpiunitateak cGMP-fosfodiesterasa aktibatzen du. Entzima honek cGMP hidrolisatzen du kontzentrazioa nabarmen jeitsiz eta kanalak itxi egiten dira.

Efektoreak

G proteinaren α azpiunitateak gainerakotik banatzen denean aktibatzen dituen proteinak dira. Hainbat existitzen dira baina aipagarrienak adenilil ziklasa (cAMP ekoizten duena), potasio kanala eta fosfolipasa dira.

Hartzaileak eta G proteinaren β-γ azpiunitateen arteko elkarreragin molekularraren ikerketak garrantzia handia hartu du eta hainbat gaixotasuni aurre egiteko botika berriak hartzaile horiekin lotzea bilatzen da. Gaixotasun kardiobaskularrak, nerbio-sistemak eragindakoak, endokrinoak eta sentsorialak G proteinaren seinale transmisioarekin loturik daude.

Alfred G. Gilman eta Martin Rodbell zientzilariek aurkitu zituzten G proteinak adrenalinarekin zelulak kitzikatzen ari zirela. Ikusi zuten adrenalina hartzaile bati lotzen zaiola baina honek ez duela zelularengan eraginik bitartekari bat aktibatzen ez bada (G proteina). Aurkikuntza honi esker Fisiologiako Nobel Saria jaso zuten 1994. urtean. G proteina eta honi atxikituriko hartzailearen inguruko ikerketek Nobel Sari gehiago ere ekarri dituzte, 2000, 2004 eta 2012 urteetan hain zuzen ere.