Gproteiinivälitteisiä

Gproteiinivälitteisiä signaaleja ovat solujen sisäisiä viestintäprosesseja, joissa G-proteiinit välittävät signaaleja solukalvon reseptoreilta sisäisiin vastineisiin. Tyypillisesti signaalin aloittaa GPCR-reseptori, joka aktivoi Gα-subyypin GDP:n vaihtumisen GTP:hen kautta guanine nucleotide exchange factor (GEF). Gα-GTP erottuu Gβγ:stä, ja molemmat alayksiköt voivat säädellä eri effektoreita.

Heterotrimeriset G-proteiinit ovat neljää pääryhmää: Gs, Gi/o, Gq/11 ja G12/13. Gs stimuloi adenyylaattisyklaasiaa ja lisää solun cAMP-tasoa; Gi vähentää sitä; Gq aktivoi fosfolipaasi Cβ:n, lisäten IP3:n ja DAG:n tuotantoa; G12/13 vaikuttaa Rho-perheen säätelyyn ja solujen muokkaukseen.

Monomeerisiä GTPaaseja ovat Ras-, Rho-, Rab-, Ran- ja Arf-perheet. Ne säätelevät kasvua, liikettä, endo- ja eksosytoosia sekä vesikulaarista liikettä. Näiden proteiinien toimintaa ohjaavat GDP/GTP-tilat sekä GEF-, GAP- ja regulator-proteiinit.

Signaalin loppuessa Gα:n GTP-hydrolyysi palauttaa proteiinin inaktiiviseksi kompleksiksi Gβγ:n kanssa. RGS-proteiinit nopeuttavat hydrolyysiä; GPCR-desensitisaatioon osallistuvat GRK:t ja β-arrestiinit, jotka estävät uusintaktiivisuuden ja voivat ohjata reseptorin sisäistymiseen. Solunsisäisiä second messengers, kuten cAMP, IP3 ja DAG, säätelevät signaalin kestoa ja voimakkuutta PDE-entsyymien sekä muiden käsittelymekanismien avulla.

Merkitys: Gproteiinivälitteiset signaalit ovat keskeisiä kaikissa kudoksissa ja muodostavat suurimman osan lääkkeiden kohteista. Esimerkiksi näköaistimuksessa Gαt:n rooli transduktiossa on tunnettu, samoin hajussa ja maussa. Häiriöt voivat liittyä endokriinisiin poikkeavuuksiin, syöpäprosesseihin sekä kardiovaskulaarisiin sairauksiin, ja GPCR/G-proteiiniväylien mutaatiot voivat vaikuttaa sairauksien kehittymiseen. Historiallisesti tutkimus johti Nobel-palkittuun työskentelyyn G-proteiinien signaalin ymmärtämisessä.