gproteiinien

G-proteiinit ovat solujen signaalinsiirtoprosesseissa keskeisiä proteiineja, jotka toimivat molekulaarisina kytkimiä ja säätötekijöinä. Ne voivat jakautua kahteen pääryhmään: heterotrimeriset G-proteiinit (Gα, Gβ ja Gγ-alayksiköt) sekä pienet GTPaasit, kuten Ras-, Rho-, Rab- ja Ran-perheen proteiinit. Heterotrimeriset G-proteiinit välittävät viestejä GPCR-reseptoreiden kautta; pienet GTPaasit kautta puolestaan säätelevät monia solutason prosesseja kuten vesikkeliliikettä, organisointia ja geeneihin vaikuttavaa tilaa.

Heterotrimeriset G-proteiinit toimivat GPCR-välitteisesti sitoutuneina solukalvolle. Kun reseptori aktivoi, guanosiinidifosfaattia (GDP) sitonut Gα-alayksikkö vaihtaa GDP:n GTP:ksi, ja Gα-GTP sekä Gβγ-erotuvat toisistaan. Tämä vapautaa ja aktivoi erilaisia effektoreita, kuten adenyylaattikiinasta (Gs) tai fosfolipaasi Cβ:tä (Gq/11), sekä ion-kanavia. Gα:n ja Gβγ:n toimet lopetetaan GTP:n hydrolyysillä, jota nopeuttavat RGS-proteiinit. Gβγ-osat voivat myös vaikuttaa vaikutinsäätöön erillisillä vaikutusalueilla.

Pienet GTPaasit toimivat toisenlaisina solunsisäisinä kytkiminä. Ras-, Rho-, Rab- ja Ran-perheet laukaisevat eri signalointiketjuja solujen kasvussa, erilaistumisessa, cytoskeletonin järjestäytymisessä ja vesikulaariliikenteessä. G-proteiinien toimintaa säätelevät GEF-iltaja (vaihtavat GDP:n GTP:hen), GAP- proteiinit (hällyttävät GTP:sta), sekä GDIs (takaavat inaktivointia ja solun jakautuminen).

G-proteiineilla on suuri lääketieteellinen merkitys: mutaatiot ja epätoimivat signaalireitit voivat edistää syöpää tai muita sairauksia. GPCR-pohjaiset lääkehoidot kattavat suurimman osan nykyaikaisista lääkkeistä, ja G-proteiinien sekä niiden säätelyproteiinien roolien ymmärtäminen on keskeistä kehitystyössä.