Las subunidades G alfa son uno de los tres tipos de subunidades de las proteínas de unión al nucleótido de guanina, que son proteínas G heterotriméricas asociadas a la membrana . [1]
Las proteínas G y sus receptores ( GPCR ) forman uno de los sistemas de señalización más prevalentes en las células de mamíferos , regulando sistemas tan diversos como la percepción sensorial, el crecimiento celular y la regulación hormonal . [2] En la superficie celular , la unión de ligandos como hormonas y neurotransmisores a un GPCR activa el receptor al provocar un cambio conformacional , que a su vez activa la proteína G unida en el lado intracelular de la membrana . El receptor activado promueve el intercambio de GDP unido por GTP en la subunidad alfa de la proteína G. La unión de GTP cambia la conformación de las regiones de conmutación dentro de la subunidad alfa, lo que permite que la proteína G trimérica unida (inactiva) se libere del receptor y se disocie en la subunidad alfa activa (unida a GTP) y el dímero beta/gamma . La subunidad alfa y el dímero beta/gamma continúan activando distintos efectores posteriores, como la adenilil ciclasa, las fosfodiesterasas, la fosfolipasa C y los canales iónicos . Estos efectores a su vez regulan las concentraciones intracelulares de mensajeros secundarios, como el AMPc , el diacilglicerol , los cationes sodio o calcio , que en última instancia conducen a una respuesta fisiológica , generalmente a través de la regulación descendente de la transcripción génica . El ciclo se completa con la hidrólisis del GTP unido a la subunidad alfa a GDP, lo que da como resultado la reasociación de las subunidades alfa y beta/gamma y su unión al receptor, lo que termina la señal. [3] La longitud de la señal de la proteína G está controlada por la duración de la subunidad alfa unida a GTP, que puede ser regulada por proteínas RGS (regulador de la señalización de la proteína G) o por modificaciones covalentes . [4]
Existen varias isoformas de cada subunidad, muchas de las cuales tienen variantes de empalme , que juntas pueden formar cientos de combinaciones de proteínas G. La combinación específica de subunidades en las proteínas G heterotriméricas afecta no solo a qué receptor se puede unir , sino también a qué diana posterior se ve afectada, lo que proporciona los medios para dirigirse a procesos fisiológicos específicos en respuesta a estímulos externos específicos. [5] [6] Las proteínas G llevan modificaciones lipídicas en una o más de sus subunidades para dirigirlas a la membrana plasmática y contribuir a las interacciones proteicas.
Esta familia consiste en la subunidad alfa de la proteína G, que actúa como una GTPasa débil . Las clases de proteínas G se definen en función de la secuencia y función de sus subunidades alfa, que en los mamíferos se dividen en varios subtipos: G(S)alfa , G(Q)alfa , G(I)alfa , transducina y G(12)alfa; también hay clases de subunidades alfa en hongos y plantas . La subunidad alfa consta de dos dominios: un dominio de unión a GTP y un dominio de inserción helicoidal ( InterPro : IPR011025 ). El dominio de unión a GTP es homólogo a las GTPasas pequeñas similares a Ras e incluye las regiones de cambio I y II, que cambian de conformación durante la activación . Las regiones de cambio son bucles de hélices alfa con conformaciones sensibles a los nucleótidos de guanina . El dominio de inserción helicoidal se inserta en el dominio de unión a GTP antes de la región de cambio I y es exclusivo de las proteínas G heterotriméricas. Este dominio de inserción helicoidal funciona para secuestrar el nucleótido de guanina en la interfaz con el dominio de unión a GTP y debe desplazarse para permitir la disociación del nucleótido .
