Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic

Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic

Mesagerul secund acţionează în interiorul celulei iniţiind evenimente care duc la activarea sau inactivarea enzimelor, secreţie, contracţie, sinteză de noi proteine.

Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic
Numărul mesagerilor secunzi este mic: AMPc, GMPc, diacil glicerolul, inozitolul fosfaţi, calciucalmodulină. AMPc e mediator pentru substanţe paracrine (glucagon, catecolamine, parathormonul, TSH, gonadotropine, ACTH).

Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic
Acţiuea hormonilor este mediată intern de sisteme transductoare ale mesajerol externe în mesaje intracelulare. Sistemele transductoare sunt receptori membranari citoplasmatici, nucleari.

Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic
Sistemele transductoare sunt: receptorul membranar, sistemul de cuplare a complexului hormon-receptor cu sistemul efectro care generează mesagerul intracelular, funcţia de cuplare o deţine o clasă de proteine denumite proteina G, sistem efector care generează AMPc. Adenilat ciclaza generează AMPc şi fosfolipaza C ce dă naştere la diacilglicerol şi inozitol – fosfaţi. AMPc şi diacilglicerolul acţionează similar activând protein – kinaze, AMPc activeează protein-kinaza A, diacil glicerolul activează protein-kinaza C.

Proteine de cuplaj si rolul lor in transductia semnalului biologic
Receptorii cuplaţi cu proteina G (RCPG) constituie cea mai mare familie de receptori celulari de suprafaţă. RPCG sunt proteine intramembranare monomerice cu 7 domenii transmembranare având fiecare o structură în α-helix, fiind legate prin trei bucle externe şi trei bucle interne. Putem clasifica RCPG în 3 grupe (I, II, III) deferenţa dintre ele o constituie absenţa analogiei secvenţelor lor primare de aminoacizi.
Prima grupă conţine marea majoritate a RCPG.

Ea se caracterizează prin prezenţa unei secvenţe de tip DRY (aspartil – arginil – tirozil) la bucla I2. Această grupă este subîmpărţită în 3 subgrupe Ia, Ib, Ic după localizarea posibilă a situsului de legare a agoniştilor: între domeniile transmembranare pentru Ia, mai spre exterior şi implicând domeniul N-terminal pentru Ib şi la nivelul N-terminal pentru Ic.

Receptorii grupei II se disting de grupa I prin absenţa analogiei de secvenţă şi prin faptul că nu are localizat situsul de legătură al agoniştilor. Grupa III are situsul de recunoaştere a ligandului la nivelul domeniului N-terminal.

Proteinele G oligomerice
Celulele animale conţin un număr de proteine G diferite (pro¬teine ce leagă GTP). Fiecare tip de proteină G leagă un anumit tip de receptor cu un anumit efector enzimatic sau canal ionic. Proteinele G pot fi clasificate în mai multe grupe pe baza structurii şi funcţiei aces¬tora. Proteinele G sunt izolate sub formă de heterotrimeri, compuşi din subunităţile α, β şi γ.

Subunitatea α conţine situsul de legare pentru GTP şi de activitate catalitică responsabilă de hidroliza acestei nucleotide. Această subunitate conţine de asemenea situsuri de interacţiune cu complexul βγ, cu receptorul şi cu enzima efectoare sau canalul ionic.

O serie de experimente arată că fiecare subunitate (α, β sau γ) a proteinelor G este ataşată la faţa citoplasmatică a membranei plasmatice. Nici una dintre subunităţi nu conţine secvenţe transmembranare. Subunitatea α este ataşată la membrană printr-un rest de cisteină acilat, în apropierea capătului carboxi al lanţului polipeptidic. Una dintre funcţiile subunităţilor β şi γ, care prezintă atât secvenţe hidrofile cât şi hidrofobe, ar fi cea de ancorare subunităţii α în membrana plasmatică.

Subunităţile α ale diverselor proteine G au secvenţe şi greutăţi moleculare puţin diferite. Aceste mici diferenţe structurale ale subunităţilor α par a fi în principal responsabile de proprietăţile diferite ale proteinelor G oligomerice (tabelul nr.8). Există totuşi un înalt grad de omologie chiar între subunităţile α (α s, α i αj) şi ras.

Regiunea subunităţii α care pare a interacţiona cu lanţul polipeptidic al receptorului este o regiune elicoidală de tip a amfipatică, localizată la nivelul capătului carboxi al subunităţii α. Un situs probabil a interacţiona cu complexul βγ este o secvenţă de aminoacizi de la capătul amino.