G baltymas

Pagal pavadinimą G baltymai yra nehomogeninė baltymų grupė, galinti surišti nukleotidus guanozino difosfatu (BVP) ir guanozino trifosfatu (GTP).

Jie vaidina lemiamą vaidmenį perduodant ir „perkeliant“ tarpląstelinius signalus į ląstelę ir joje. Su membranomis sujungti heterotrimeriniai G baltymai yra tarpininkas tarp tarpląstelinės ir tarpląstelinės erdvės, o vadinamieji maži G baltymai, esantys ląstelių citozolyje, užtikrina signalų perdavimą ląstelėje.

Kas yra G baltymas?

G baltymai, dar žinomi kaip GTPazės, yra nehomogeninė baltymų grupė, vaidinanti lemiamą vaidmenį perduodant tarpląstelinius signalus į ląstelę ir jos viduje. Visi G baltymai pasižymi tuo, kad jie gali surišti nukleotidus GTP ir BVP.

Juos galima suskirstyti į dvi dideles membranoje surištų heterotrimerinių G baltymų grupes ir vadinamuosius mažuosius monomerinius G baltymus. Monomeriniai G baltymai yra ląstelių citozolyje ir yra antrieji signalo perdavimo signalai ląstelėje. Membranoje surištus G baltymus sudaro subvienetai Alfa, Beta ir Gama. Neaktyvios būklės BVP yra susijęs su alfa subvienetu.

Tarpląstelinis dirgiklis (signalas) pradeda procesą, kurio metu BVP pakeičiamas GTP ir tuo pačiu metu vyksta disociacija tarp alfa subvieneto ir beta-gama subvieneto. Du beta ir gama subvienetai išlieka kartu kaip aktyvus funkcinis vienetas net vėlesniuose procesuose kaip beta gama subvienetas. Taigi BVP keitimasis GTP reiškia perjungimą iš neaktyvios „IŠJUNGIMO padėties“ į aktyvuotos „ĮJUNGIMO padėtį“.

Funkcija, poveikis ir užduotys

Kaip ir gyvūnų ląstelės, žmogaus ląsteles saugo ląstelių membrana, kuri nėra lengvai pralaidi didelėms molekulėms ar patogeniniams mikrobams. Viena vertus, ląstelės membrana apsaugo vidinį citozolį ir ląstelės branduolį, kita vertus, tai gali sukelti būtiną ryšių ir informacijos mainų tarp ląstelių, ląstelės viduje ir tarp tarpląstelinės ir tarpląstelinės erdvės problemą.

Pagrindinė membranoje surištų heterotrimerinių G baltymų, iš kurių žinoma apie 21 skirtingą alfa subvienetą, funkcija yra signalo perdavimas iš tarpląstelinės erdvės į ląstelės vidų. Signalų perdavimas yra būtinas perduodant signalus ir tam tikras „instrukcijas“ paverčiant ląstelių metabolizmo procesais. Esmė yra gauti svarbius pranešimus, kurie į ląstelę išnešami iš pasiuntinių medžiagų, hormonų ar neurotransmiterių, ir išversti juos kaip „darbo instrukcijas“ ląstelei, ir perduoti juos antriems pasiuntiniams ląstelės viduje, kurie užtikrina tolesnį pernešimą citozolio viduje. .

Transdukcijos procesas taip pat vaidina svarbų vaidmenį perduodant tam tikrus jautrius dirgiklius, tokius kaip regėjimas, klausa, skonis ir kvapas. Signalo perdavimas yra toks pat svarbus tam tikrų kontrolės kilpų, kontroliuojančių kūno temperatūrą, kraujospūdį, širdies veiklą ir daugelį kitų nesąmoningų parametrų, veikimui. Paprasčiau tariant, ląstelės membranoje įtvirtinti heterotrimeriniai G baltymai įkūnija aktyvųjį signalinių medžiagų, kurios transformuota forma yra perneštos į mažus G baltymus ląstelės viduje, valymo tašką, veikiantį kaip antrieji pasiuntiniai.

Maži G baltymai, iš kurių žinoma daugiau kaip 100 skirtingų formų, ląstelėje atlieka daugybę užduočių.Pavyzdžiui, jie dalyvauja genų ekspresijos reguliavime, citoskeleto organizavime, medžiagų transportavime tarp branduolio ir citoplazmos, taip pat keičiantis medžiagomis su lizosomomis ir ląstelių dauginimuisi.

Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės

Kaip ir visi kiti baltymai, pagrindiniai G baltymų elementai yra vadinamosios proteinogeninės aminorūgštys, iš kurių iki šiol žinoma 23. Nors ląstelių metabolizmas sugeba sintetinti didžiąją dalį aminorūgščių, keletą amino rūgščių, kurios apibūdinamos kaip būtinos, reikia vartoti su maistu.

Baltymų surinkimas vyksta arba nuo žemės paviršiaus, susiejant aminorūgštis pagal genetiškai iš anksto nustatytą seką, arba surenkant esamus dalinai išardytų ilgosios grandinės baltymų fragmentus. Fragmentai taip pat gali būti sudaryti iš peptidų arba polipeptidų, kurie pagal apibrėžimą sudaryti iš mažiau nei 100 aminorūgščių. G baltymų sintezė vyksta kiekvienoje atskiroje ląstelėje sudėtingais procesais, remiantis genų segmentais, anksčiau nukopijuotais mRNR, kurie nustato kiekvieno atskiro baltymo aminorūgščių seką.

Kadangi G baltymai savo įvairove dalyvauja praktiškai visuose kiekvienos ląstelės kontrolės ir reguliavimo procesuose, o ryšys tarp aktyvuotos ir neaktyvuotos būsenos yra labai dinamiškas, jų koncentracijos ar aktyvumo ląstelėse apžvalga neįmanoma ir nebūtų prasminga. Ar visi G baltymai tinkle atlieka „normalų“ darbą, galima įvertinti netiesiogiai atsižvelgiant į sveikatos būklę.

Ligos ir sutrikimai

Baltymų, kurie yra funkcinė ar aktyvinanti fermento, hormono ar kitų funkcinių vienetų dalis, atveju yra rizika, kad dėl jų aminorūgščių sekos klaidos jie praras savo funkciją, o fermentas ar hormonas praras dalį savo efektyvumo. Daugeliu atvejų „baltymo defektas“ yra atitinkamas genetinis defektas.

Geno segmento mutacija lemia neteisingą aminorūgščių sekos specifikaciją ir netinkamą atitinkamo baltymo konstravimą. G baltymai nepagailimi nuo tokių genetiškai nustatytų klaidų projekto. Tačiau G baltymai taip pat praranda savo funkciją, jei kaltė slypi receptoriuose, sujungtuose su G baltymais.

Abiem atvejais sumažėjęs gebėjimas perduoti signalus sukelia tam tikrą ligą arba prisideda prie jos vystymosi. Ligos, susijusios su sutrikusia G baltymų funkcija, yra, pavyzdžiui, pseudohipoparatiroidizmas, akromegalija, hiperfunkcinė skydliaukės adenoma, kiaušidžių navikai ir keletas kitų.