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PROTEINA G: Tipos, Estructura Y Funcion Gutiérrez Llerena Cenia. Gonzales Herrera Angela. Mejia Calderon Rossario. Lainez Aguirre Juan José.

RESUMEN Las proteínas g son una familia de proteínas acopladas a sistemas efectores que se unen a gdp – gtp; poseen tres subunidades (a , b , g ) que les confiere diversidad, por lo que son

OBJETIVOS: - Identificar los principales tipos de proteina G - Conocer la estructura y funcion de la proteina G

denominadas también heterotriméricas. cuando una proteína g se une a un receptor, éste incrementa su afinidad por el trasmisor. este complejo

es

transducción

uno

de

los

que

permite

mecanismos a

las

de

células

comunicarse entre ellas y responder al medio ambiente.

las

proteínas

g

interactúan

con

diferentes efectores por lo que es importante conocer sus propiedades bioquímicas. PALABRAS

CLAVE:

heterotriméricas,

proteínas

transducción

g, de

proteínas señales,

mecanismos de regulación de señal, proteínas con afinidad por nucleótidos de guanina.

ABSTRACT G proteins are a family of proteins coupled to effector systems that bind to GDP - GTP; have three subunits (a, b, g), which confers diversity, which are also called heterotrimeric. When a G protein is bound to a receptor, it increases its affinity for the transmitter. This complex is one of the transduction mechanisms that allows cells to communicate with each other and respond to the environment. G proteins interact with different effector and it is important that their biochemical properties. KEYWORDS: G proteins, heterotrimeric proteins, signal transduction, signal regulatory mechanisms, proteins with affinity for guanine nucleotides

INTRODUCCION Las proteínas G son una familia de proteínas, que tienen especial afinidad por los nucleótidos de Guanina; desempeñan un papel muy importante en la transducción de señales de las células eucariotas. En 1971 se observó que el guanosintrifosfato era necesario para la activación de la adenilato ciclasa de los agonistas adrenérgicos b y posteriormente en esa misma década se descubrió el motivo de esta necesidad; las proteínas de membrana que unen GTP interaccionan con los sistemas receptores que inhiben o activan la adenilato ciclasa. Estas proteínas acoplan a más de 100 receptores distintos para diversas proteínas como la adenilato ciclasa, la guanilato ciclasa, y algunos tipos de canales iónicos; trataremos de describir sus funciones en relación con los receptores adrenérgicos Cuando un agonista se une a su receptor, este receptor adquiere una conformación que le permite interactuar con una determinada proteína G que se encuentra en estado inactivo y se produce un complejo transitorio. El acoplamiento del receptor activado con la región amino terminal de Ga induce a su vez cambios conformacionales que conducen a la liberación de GDP. El GDP acoplado a la proteína G gana un grupo fosfato; el complejo GTP –a b g resultante se disocia en GTP – a b g. La porción GTP – a es el fragmento que participa en la activación o inhibición del efector molecular que puede ser la adenilciclasa, o bien, puede participar en forma directa en la apertura del canal iónico. Posteriormente la porción a facilita que el GTP pierda un fosfato, lo cual resulta en la reabsorción GDP– a b g cerrándose así el ciclo. Se han identificado varios tipos de subunidades la “s” estimula la adenilciclasa formándose un segundo mensajero AMPc; la inhibe la adenilciclasa y/o estimula la cascada del fosfoinositol, formándose segundos mensajeros, que son el diacilglicerol y el inositoltrifosfato.

ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS G Los estudios estructurales nos indican que las proteínas G tienen estructura de trímeros a b g, que pueden adoptar una conformación “abierta” o “cerrada”. Estas proteínas pueden ser consideradas como nanomáquinas moleculares. La proteína G heterotrimérica consta de una subunidad alfa de 45-47 kD, una subunidad beta de 35 kD y una subunidad gamma de 7-9 kD. Se han identificado también isoformas de cada una de las tres subunidades, lo cual permite que exista una amplia variedad de proteínas G diferentes. En la mayoría de ellas la subunidad g esta prenilada, es decir, contiene una porción isoprenoide C20 unida covalentemente a la cisteina C- terminal, que ayuda a anclar la proteína en la membrana y puede facilitar las interacciones proteína – proteína. La subunidad a esta miristolada, puesto que contiene el grupo mirístico en un enlace amida con la glicina C-terminal. El lugar de unión de los nucleotidos de guanina y su actividad GTPasa asociada se encuentran en la subunidad a. Un estímulo hormonal induce el intercambio de GDP por GTP y a la disociación de la proteína G, con un desplazamiento

del complejo a - GTP a lo largo de la membrana hasta que encuentra una molécula de adenilato ciclasa o de otra enzima diana.

FUNCIÓN Las proteínas G son moléculas importantes de transducción de señales en las células. Mal funcionamiento de GPCR vías de señalización están implicadas en muchas enfermedades, como la diabetes, la ceguera, las alergias, la depresión, defectos cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer. Se estima que alrededor del 30% de las dianas celulares de los fármacos modernos son GPCRs. El genoma humano codifica aproximadamente 800 receptores acoplados a proteínas G, que detectan fotones, hormonas, factores de crecimiento, fármacos y otros ligandos endógenos. Aproximadamente 150 de los GPCRs se encuentran en el genoma humano tienen funciones desconocidas.

TIPOS Tipos de proteína G de señalización Proteína G se puede referir a dos familias distintas de proteínas. Proteínas G Heterotrimeric, a veces se hace referencia como "grandes" proteínas G que son activadas por receptores acoplados a proteína G y compuestos de alfa, beta, y gamma subunidades. También hay "pequeñas" las proteínas G que pertenecen a la super familia de Ras de las GTPasas pequeñas. Estas proteínas son homólogas a la subunidad alfa que se encuentra en heterotrímeros, y son, de hecho, monomérico. Sin embargo, también se unen GTP y PIB y están implicados en la transducción de señal.

1. Heterotrimeric G proteínas Diferentes tipos de proteínas G heterotriméricas comparten un mecanismo común. Se activan en respuesta a un cambio de conformación en el receptor acoplado a proteína G, intercambio GDP por GTP, y se disocian para activar otras proteínas en la vía de transducción de señal. Los mecanismos específicos, sin embargo, difieren entre los tipos.

2. Mecanismo Común

Proteínas G activada por el receptor están unidos a la superficie interior de la membrana celular. Hay muchas clases de subunidades Ga: GSA Gia, Goa, Gq/11a y G12/13a son algunos ejemplos. Se comportan de manera diferente en el reconocimiento del efector, pero que comparten un mecanismo similar de activación.

3. Activación

Cuando un ligando activa el receptor acoplado a la proteína G, que induce un cambio conformacional en el receptor que permite que el receptor para que funcione como un factor de intercambio de nucleótidos de guanina que los intercambios de GTP en lugar de PIB en la subunidad Ga en la visión tradicional de la activación de la proteína heterotrimérica. Este intercambio desencadena la disociación de la subunidad Ga, unido a GTP, de la G? dímero y el receptor. Sin embargo, los modelos que sugieren cambio molecular, la reorganización y pre-complejos de moléculas efectoras están empezando a

ser aceptada. Tanto Ga-GTP y G? a continuación, se puede activar diferentes cascadas de señalización y proteínas efectoras, mientras que el receptor es capaz de activar la proteína G siguiente.

4. Terminación

La subunidad Ga eventualmente hidrolizar el GTP unido a PIB por su actividad enzimática inherente, permitiendo que se vuelva a asociar con G? e iniciar un nuevo ciclo. Un grupo de proteínas llamadas regulador de la proteína G de señalización, actúan como proteínas activadoras de GTPasa, específica para las subunidades Ga. Estas proteínas actúan para acelerar la hidrólisis de GTP a GDP y poner fin a la señal transducidas. En algunos casos, el efector en sí puede poseer actividad GAP intrínseca, lo que ayuda a desactivar la vía. Esto es cierto en el caso de la fosfolipasa C beta, que posee actividad GAP dentro de su región C-terminal. Esta es una forma alternativa de la regulación de la subunidad Ga. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las BPA Ga no tienen residuos de catalizador para activar la proteína Ga. Funciona en lugar mediante la reducción de la energía de activación requerida para que la reacción tenga lugar.

5. Mecanismos Gas Específico

Gas activa la vía dependiente de AMPc mediante la estimulación de la producción de AMPc a partir de ATP. Esto se logra mediante la estimulación directa de la enzima adenilato ciclasa asociada a la membrana. AMPc actúa como un segundo mensajero que va a interactuar con y activar la proteína quinasa A. PKA a continuación, pueden fosforilar objetivos de abajo innumerables. La ruta dependiente de AMPc se utiliza como una vía de transducción de señal para muchas hormonas, incluyendo:  ADH - Promueve la retención de agua por los riñones 

GHRH - Estimula la síntesis y liberación de GH



GHIH - Inhibe la síntesis y liberación de GH



CRH - Estimula la síntesis y liberación de ACTH



ACTH - Estimula la síntesis y liberación de cortisol



TSH - Estimula la síntesis y liberación de la mayoría de T4



LH - Estimula la maduración folicular y la ovulación en las mujeres, estimula la producción de testosterona y la espermatogénesis en hombres



FSH - Estimula el desarrollo folicular en mujeres; Estimula la espermatogénesis en hombres



PTH - Aumenta los niveles de calcio en la sangre



La calcitonina - Disminuye los niveles de calcio en la sangre



El glucagón - Estimula la degradación del glucógeno



hCG - promueve la diferenciación celular; potencialmente implicados en la apoptosis



Gai inhibe la producción de AMPc a partir de ATP



Gaq/11 estimula la membrana fosfolipasa C beta, que luego rompe PIP2 en dos segundos mensajeros, IP3 y diacilglicerol. El inositol fosfolípido via dependiente se utiliza como una vía de transducción de señal para muchas hormonas, incluyendo:



ADH - Induce la síntesis y liberación de glucocorticoides, induce la vasoconstricción



TRH - Induce la síntesis y liberación de TSH



TSH - Induce la síntesis y liberación de una pequeña cantidad de T4



La angiotensina II - Induce la síntesis de aldosterona y la liberación



GnRH - Induce la síntesis y liberación de FSH y LH



Ga12/13 están involucrados en la familia Rho GTPasa de señalización y de control de la remodelación del citoesqueleto celular, regulando así la migración de células.



CONCLSIONES: -

Identificamos los principales tipos de proteina G

-

Conocimos la estructura y funcion de la proteina G

G? a veces también tienen funciones activos, por ejemplo, acoplamiento a y la activación de la proteína G-acoplada hacia el interior rectificar los canales de potasio