Concetti Chiave
- I recettori a proteine G attraversano sette volte il doppio strato fosfolipidico, con un N terminale esterno e un C terminale interno che interagisce con le proteine G.
- Il legame dell'ormone al recettore induce un cambiamento conformazionale che attiva la proteina G, legante nucleotidi di guanina come GDP e GTP.
- Le proteine G eterotrimeriche, composte da subunità alfa, beta e gamma, si associano attraverso interazioni deboli, mentre gamma e beta formano un dimero forte.
- La subunità alfa, legata a catene lipidiche, cambia affinità per il GDP e il GTP in presenza dell'ormone, attivando la proteina G e le sue subunità.
- L'adenilato ciclasi, attivata dalla subunità alfa legata a GTP, converte ATP in amp ciclico, amplificando il segnale del glucagone nella cellula.
Indice
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 dei recettori che agiscono tramite proteine G?
- Come avviene l'attivazione delle proteine G?
- Quali sono le subunità delle proteine G eterotrimeriche e come interagiscono tra loro?
- Qual è il ruolo dell'adenilato ciclasi nel processo di trasduzione del segnale?
I recettori che agiscono tramite proteine G hanno una singola catena polipeptidica che attraversa il doppio strato fosfolipidico sette volte, con il terminale N all'esterno e il terminale C all'interno della cellula. Questa struttura genera tre anse extracellulari e tre intracellulari, con la coda C terminale che interagisce con le proteine G.
L'attivazione delle proteine G avviene quando un ormone si lega al recettore, causando un cambiamento conformazionale che si trasmette alle anse intracellulari in contatto con la proteina G. La proteina G, inizialmente legata al GDP, si attiva legando il GTP.
Le proteine G eterotrimeriche sono costituite da tre subunità: alfa, beta e gamma. L'alfa è la più grande e mantiene legata una molecola di acido grasso, mentre gamma è legata a una catena poliisoprenica. Le subunità sono associate a formare un eterotrimero attraverso interazioni deboli, con beta e gamma che hanno un'interazione molto forte.
L'adenilato ciclasi viene attivata dal legame della subunità alfa della proteina G legata al GTP. Questo attiva la produzione di AMP ciclico nel citosol a partire dall'ATP, fungendo da secondo messaggero nel processo di trasduzione del segnale.
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