Concetti Chiave
- I recettori associati a proteine G hanno una catena polipeptidica che attraversa il doppio strato fosfolipidico sette volte, con i terminali N all'esterno e C all'interno della cellula.
- Le proteine G sono composte da subunità alfa, beta e gamma, con alfa che è la subunità più grande e le altre due che interagiscono fortemente tra loro.
- Quando un ormone si lega al recettore, si verifica un cambiamento conformazionale che attiva la proteina G, passando da una forma legata al GDP a una legata al GTP.
- La forma attiva della proteina G e il dimero beta-gamma stimolano gli effettori per produrre secondi messaggeri, come l'AMP ciclico, che trasmette il segnale all'interno della cellula.
- L'adenilato ciclasi, attivata dalla subunità alfa legata al GTP, sintetizza AMP ciclico nel citosol, amplificando il segnale trasdotto dall'ormone.
Indice
Qual è la struttura dei recettori?
Tutti i recettori che agiscono grazie a proteine G hanno:
- singola catena polipeptidica che attraversa il doppio strato fosfolipidico sette volte, N terminale è all'esterno e C terminale è all'interno della cellula.
La struttura che genera tre anse extracellulari (determina sito di legame per l'ormone) 3 anse intracellulari e la coda c terminale costituisce la regione con ile quale il recettore interagisce con le proteine G.
Funzionamento delle proteine G
Quando l'ormone si lega al recettore (porzione extracellulare) fa cambiare conformazione al recettore, si trasmette il cambio anche alle anse intracellulari che erano in contatto con la proteina G, quindi viene attivata.
Le proteine g legano i nucleotidi della guanina, in particolare il GDP o GTP, la forma inattiva della proteina lega il GDP, quella attiva lega il GTP.
Composizione delle proteine G
La maggioranza di proteine G sono costituite da un'unica catena polipeptidica (proteine G monomeriche). Le proteine G che mediano la trasduzione del segnale dell'ormone, costituita da 3 catene polipeptidiche diverse, e quindi eterotrimeriche.
Sono costituite da 3 subunità:
- alfa;
-beta;
- gamma.
Interazioni e attivazione
L'alfa è la più grosse le altre due sono più piccole. Queste subunità sono associate tra loro a formare un eterotrimero attraverso interazioni deboli. (Beta e gamma hanno interazione molto forte). Si dice alfa e dimero beta gamma.
Mantiene legata una molecola di acido grasso (14 atomi di carbonio) alla glicina n terminale.
Al carbonio terminale dove c'è una cisteina è legata una catena poliisoplenica.
Grazie a queste due catene lipidiche, rimangono ancorate alla membrana plasmatica.
Meccanismo di attivazione
La proteina G prende contatto con il dominio intracellulare del recettore quando la proteina è inattiva. Quando alfa ha legato il GDP, viene mantenuta la conformazione con alta affinità per il dimero beta gamma. Quando alfa lega GDP, compare quindi un altro eterotrimero inattivo.
Quando arriva l'ormone, riduce l'affinità per alfa per i nucleotidi della guanina, quindi a questo punto il GDP si stacca e viene rilasciato. Il GTP nel citosol va a legarsi (in questo caso il gtp è molto presente all'interno del citosol) alla subunità alfa e assume una nuova conformazione a bassa affinità per il dimero beta gamma, che si staccano ma rimangono sulla membrana. La forma attiva della proteina G, sia alfa che il dimero beta gamma sono pronti ad andare a legare gli effettori e a stimolarli e a produrre il secondo messaggio.
Queste azioni non vengono eseguite per sempre, ma alfa ha un'attività GTPasica intrinseca, con GDP alfa ha alta affinità per beta gamma e quindi si riassociano.
Ruolo dell'adenilato ciclasi
L'adenilato ciclasi nel caso del glucagone viene attivato dal legame della proteina G (subunità alfa) legata alla GTP, che produce nel citosol amp ciclico partendo dall'ATP, e quindi dal pirofosfato.
La presenza aumentata di amp ciclico è data in particolare dal portatore del segnale che il glucagone trasporta fuori dalla cellula.
Domande da interrogazione
- Qual è la struttura fondamentale dei recettori che agiscono tramite proteine G?
- Come avviene l'attivazione delle proteine G in risposta al legame dell'ormone?
- Qual è la composizione delle proteine G e come sono strutturate?
- Qual è il ruolo dell'adenilato ciclasi nel meccanismo di segnalazione del glucagone?
I recettori che agiscono grazie a proteine G presentano una singola catena polipeptidica che attraversa il doppio strato fosfolipidico sette volte, con il N terminale all'esterno e il C terminale all'interno della cellula.
Quando l'ormone si lega al recettore, provoca un cambiamento di conformazione che attiva la proteina G, permettendo il passaggio da GDP a GTP sulla subunità alfa, che poi si stacca dal dimero beta gamma per interagire con gli effettori.
Le proteine G sono costituite da tre subunità: alfa, beta e gamma. La maggior parte di esse è monomerica, ma quelle che mediano la trasduzione del segnale ormonale sono eterotrimeriche, formate da tre catene polipeptidiche diverse.
L'adenilato ciclasi viene attivata dalla subunità alfa della proteina G legata al GTP, producendo AMP ciclico nel citosol a partire dall'ATP, che funge da secondo messaggero nel processo di segnalazione del glucagone.
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