Terminas G baltymai reiškia nehomogeninę baltymų grupę, galinčią surišti guanozino difosfato (BVP) ir guanozino trifosfato (GTP) nukleotidus. Jie atlieka kritinę funkciją perduodant ir „perduodant“ tarpląstelinius signalus į ląstelę ir jos viduje. Susieta su membrana, heterotrimerinė G baltymai yra tarpininkai tarp tarpląstelinės ir tarpląstelinės erdvės, o vadinamieji mažieji G baltymai, esantys ląstelių citozolyje, užtikrina signalų perdavimą ląstelėje.
Kas yra G baltymas?
G baltymai, taip pat žinomas kaip GTPazės, yra nehomogeninė baltymų grupė, atliekanti lemiamą vaidmenį perduodant tarpląstelinius signalus į ląstelę ir jos viduje. Visiems G baltymams būdingas jų gebėjimas surišti GTP ir BVP nukleotidus. Juos galima suskirstyti į dvi pagrindines su membrana susijusių heterotrimerinių G baltymų ir vadinamųjų mažų monomerinių G baltymų grupes. Monomeriniai G baltymai yra ląstelių citozolyje ir veikia kaip antriniai signalo perdavimo ląstelėje pranešėjai. Prie membranos surištus G baltymus sudaro alfa, beta ir gama subvienetai. Neaktyvioje būsenoje BVP yra susietas su alfa subvienetu. Tarpląstelinis dirgiklis (signalas) inicijuoja procesą, kurio metu BVP pakeičiamas GTP, o tuo tarpu vyksta alfa ir beta gama subvieneto disociacija. Du beta ir gama subvienetai lieka kartu kaip aktyvus funkcinis vienetas tolesniuose procesuose kaip beta gama subvienetas. Taigi BVP pakeitimas GTP atitinka perjungimą iš neaktyvios „OFF“ padėties į įjungtą „ON“ padėtį.
Funkcija, veiksmas ir vaidmenys
Žmogaus ląsteles, kaip ir gyvūnų ląsteles, saugo a ląstelės membrana kad nėra lengvai laidus dideliems žmonėms molekulės arba patogeniškas mikrobai. Viena vertus, ląstelės membrana suteikia vidaus citozolio ir branduolio apsaugą; kita vertus, tai gali būti būtino ryšio ir informacijos mainų tarp ląstelių, ląstelės viduje ir tarpląstelinės bei tarpląstelinės erdvės problema. Pagrindinė membraninių heterotrimerinių G baltymų, iš kurių yra žinoma apie 21 skirtingą alfa subvienetą, funkcija yra signalo perdavimas iš tarpląstelinės erdvės į ląstelės vidų. Signalų perdavimas yra būtinas norint perduoti signalus ir paversti specifines „instrukcijas“ į ląstelių metabolinius procesus. Tai yra svarbių pranešimų, perduodamų į ląstelę iš išorės per žiniatinklio medžiagas, priėmimo klausimas, hormonai arba neuromediatoriai, verčiant juos kaip „darbo instrukcijas“ ląstelei ir pristatant juos ląstelės viduje antriesiems pasiuntiniams, užtikrinantiems tolesnį transportavimą citozolyje. Be to, transdukcijos procesas vaidina svarbų vaidmenį perduodant tam tikrus jautrius dirgiklius, tokius kaip rega, klausa, skonis ir kvapas. Signalo perdavimas yra vienodai svarbus tam tikrų reguliavimo grandinių, per kurias kūno temperatūra, kraujas slėgis, širdis kontroliuojama funkcija ir daugelis kitų nesąmoningų parametrų. Paprasčiau tariant, heterotrimeriniai G baltymai įtvirtinti ląstelės membrana įkūnija aktyvią signalizuojančių medžiagų valymo vietą, kurios transformuota forma patenka į mažus ląstelės viduje esančius G baltymus, veikiančius kaip antrieji pasiuntiniai. Maži G baltymai, kurių žinoma daugiau nei 100 skirtingų formų, atlieka įvairias užduotis ląstelėje. Pavyzdžiui, jie dalyvauja reguliuojant genas ekspresija, citoskeleto organizavimas, medžiagų pernešimas tarp branduolio ir citoplazmos bei medžiagų mainai su lizosomomis ir ląstelių proliferacija.
Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Pagrindinius G baltymų statybinius blokus, kaip ir visus kitus baltymus, sudaro vadinamasis proteinogenas amino rūgštys, iš kurių 23 yra žinomos iki šiol. Nors ląstelių metabolizmas sugeba labiausiai sintetinti amino rūgštys Kelios amino rūgštys, nurodytos kaip būtinos, turi būti suvartotos su maistu. Baltymų surinkimas vyksta arba nuo nulio, sujungiant juos kartu amino rūgštys genetiškai iš anksto nustatytoje sekoje arba surenkant jau esamus dalinai išardytų ilgos grandinės baltymų fragmentus. Fragmentai taip pat gali būti sudaryti iš peptidų ar polipeptidų, kuriuos pagal apibrėžimą sudaro mažiau nei 100 aminorūgščių. rūgštys. G-baltymų sintezė vyksta kiekvienoje atskiroje ląstelėje sudėtingų procesų pagrindu genas segmentai, anksčiau nukopijuoti iRNR, kurie nurodo kiekvieno atskiro baltymo aminorūgščių seką. Kadangi G baltymai savo įvairove dalyvauja praktiškai visuose kiekvienos ląstelės kontrolės ir reguliavimo procesuose ir kadangi santykis tarp aktyvuotų ir inaktyvintų būsenų yra labai dinamiškas, jų momentinė nuotrauka koncentracija ar aktyvumas ląstelėse neįmanomas ir nebūtų prasmingas. Ar tinkle esančių G baltymų visuma atlieka „įprastą“ darbą, galima tik netiesiogiai įvertinti sveikatai statusas.
Ligos ir sutrikimai
Baltymams, kurie yra funkcinė ar aktyvuojanti fermento, hormono ar kito funkcinio subjekto dalis, gresia funkcijos praradimas dėl jų aminorūgščių sekos defekto, dėl kurio fermentas ar hormonas praranda dalį savo veikimo. Daugeliu atvejų „baltymų defektas“ yra atitinkamas genas defektas. Genų segmento mutacija lemia neteisingą aminorūgščių sekos specifikaciją, taigi ir netinkamą atitinkamo baltymo konstrukciją. G baltymai negailimi dėl tokių genetiškai nustatytų pastato plano klaidų. Tačiau funkciniai G baltymų nuostoliai atsiranda ir tuo atveju, jei klaida yra su G baltymu susietuose receptoriuose. Abiem atvejais sumažėjęs gebėjimas perduoti signalus sukelia arba prisideda prie konkrečios ligos. Ligos, susijusios su sutrikusia G baltymo funkcija, yra pseudohipoparatiroidizmas, akromegalija, hiperfunkcinė skydliaukės adenoma, kiaušidžių navikai ir keletas kitų.
