Pojam G proteini "Nehomogena skupina" odnosi se na nehomogenu skupinu proteina koja može vezati nukleotide gvanozin difosfat (GDP) i gvanozin trifosfat (GTP). Oni izvršavaju kritičnu funkciju u transdukciji i "prevođenju" izvanstaničnih signala u i unutar stanice. Na membranu vezan heterotrimerni G proteini su posrednici između izvanstaničnog i unutarstaničnog prostora, a takozvani mali G proteini, koji se nalaze u citozolu stanica, osiguravaju prijenos signala unutar stanice.
Što je G protein?
G proteini, također poznati i kao GTPases, predstavljaju nehomogenu skupinu proteina koja igra presudnu ulogu u transdukciji izvanstaničnih signala u i unutar stanice. Sve G proteine karakterizira njihova sposobnost vezanja nukleotida GTP i GDP. Mogu se podijeliti u dvije glavne skupine heterotrimernih G proteina vezanih za membranu i takozvane male monomerne G proteine. Monomerni G proteini smješteni su u citosolu stanica i djeluju kao drugi glasnici za prijenos signala unutar stanice. Na membranu vezani G proteini sastoje se od podjedinica alfa, beta i gama. U neaktivnom stanju BDP je vezan za alfa podjedinicu. Izvanstanični podražaj (signal) započinje proces u kojem se BDP zamjenjuje GTP-om, a istovremeno dolazi do disocijacije između alfa podjedinice i beta gama podjedinice. Dvije beta i gama podjedinice ostaju zajedno kao aktivna funkcionalna jedinica u sljedećim procesima kao beta gama podjedinica. Dakle, zamjena BDP-a GTP-om odgovara prebacivanju s neaktivnog "OFF položaja" u aktivirani "ON položaj".
Funkcija, radnja i uloge
Ljudske stanice, poput životinjskih, zaštićene su a stanična membrana koja nije lako propusna za velike molekule ili patogeni klice. S jedne strane, stanična membrana pruža zaštitu unutarnjeg citosola i jezgre; s druge strane, to može predstavljati problem za nužnu komunikaciju i razmjenu informacija između stanica, unutar stanice i između izvanstaničnog i unutarćelijskog prostora. Glavna funkcija membranskih heterotrimernih G proteina, od kojih je poznata oko 21 različita alfa podjedinica, je prijenos signala iz izvanstaničnog prostora u unutrašnjost stanice. Prenošenje signala bitno je za prijenos signala i prijevod specifičnih "uputa" u stanične metaboličke procese. Stvar je u primanju važnih poruka koje se u stanicu prenose izvana putem glasovnih supstanci, hormoni ili neurotransmitera, prevodeći ih kao "radne upute" za stanicu i dostavljajući ih unutar stanice do drugih glasnika koji osiguravaju daljnji transport unutar citosola. Također, proces transdukcije igra važnu ulogu u prijenosu određenih osjetljivih podražaja kao što su vid, sluh, ukus i miris. Prijenos signala je jednako važan za funkcioniranje određenih regulatornih krugova kroz koje tjelesna temperatura, krv pritisak, srce kontroliraju se funkcija i mnogi drugi nesvjesni parametri. Pojednostavljeno, heterotrimerni G proteini usidreni u stanična membrana utjelovljuju aktivno mjesto čišćenja za signalne tvari koje se u transformiranom obliku dostavljaju malim G proteinima unutar stanice djelujući kao drugi glasnici. Mali G proteini, od kojih je poznato više od 100 različitih oblika, obavljaju različite zadatke unutar stanice. Na primjer, oni su uključeni u regulaciju gen ekspresija, organizacija citoskeleta, transport tvari između jezgre i citoplazme te razmjena tvari s lizosomima i proliferacija stanica.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Osnovni građevni blokovi G proteina, kao i svi ostali proteini, tvore takozvani proteinogeni aminokiseline, od kojih je do danas poznato 23. Iako je stanični metabolizam sposoban sintetizirati većinu aminokiseline samo po sebi, nekoliko aminokiselina označenih kao esencijalne mora se unijeti s hranom. Skupljanje bjelančevina odvija se od nule nizanjem aminokiseline u genetski unaprijed određenom slijedu ili sastavljanjem već postojećih fragmenata djelomično rastavljenih proteina dugolančanog lanca. Fragmenti se također mogu sastojati od peptida ili polipeptida, koji se prema definiciji sastoje od manje od 100 kiseline. Sinteza G-proteina odvija se u svakoj pojedinačnoj stanici u složenim procesima na osnovi gen segmenti prethodno kopirani u mRNA, koji određuju aminokiselinski slijed svakog pojedinog proteina. Budući da su G proteini u svojoj raznolikosti uključeni u praktički sve kontrolne i regulatorne procese svake pojedine stanice i jer je omjer između aktiviranih i inaktiviranih stanja vrlo dinamičan, snimka njihovih koncentracija ili aktivnost u stanicama nije moguća i ne bi bila značajna. Izvode li ukupni G proteini u mreži "normalan" rad, može samo neizravno procijeniti zdravlje Status.
Bolesti i poremećaji
Proteini koji su funkcionalni ili aktivirajući dio enzima, hormona ili druge funkcionalne cjeline riskiraju gubitkom funkcije zbog oštećenja u njihovom aminokiselinskom slijedu, zbog čega enzim ili hormon gubi dio svog djelovanja. U većini slučajeva "proteinske greške" postoji odgovarajuća gen mana. Mutacija genskog segmenta dovodi do pogrešne specifikacije aminokiselinske sekvence, a time i do pogrešne konstrukcije odgovarajućeg proteina. G proteini nisu pošteđeni takvih genetski uvjetovanih pogrešaka u građevinskom planu. Međutim, funkcionalni gubici G proteina također se javljaju ako se pogreška nalazi u receptorima vezanim za G protein. U oba slučaja smanjena sposobnost transdukcije signala pokreće ili doprinosi određenoj bolesti. Bolesti povezane s oštećenom funkcijom G proteina uključuju pseudohipoparatireoidizam, akromegalija, hiperfunkcionalni adenom štitnjače, tumori jajnika i nekoliko drugih.
