subunità proteine G

Le proteine G sono molecole fondamentali per la trasduzione del segnale e agiscono nel contesto intracellulare.

Dobbiamo innanzitutto chiarire che esistono 2 tipi di proteine G:

-proteine G, corrispondenti a eterotrimeri di subunita’ a, b, g

-piccole proteine G, corrispondenti a monomeri

Il primo tipo e’ connesso con i recettori di membrana del tipo 7TMS, ossia con sette segmenti transmembranari. Quando tali recettori entrano in contatto con il loro ligando (ad esempio un ormone peptidico), il loro dominio intracellulare attiva una proteina G a livello della subunita’ a.

Le proteine G presentano legami forti tra le subunita’ b e g. La subunita’ a e’ invece legata piu’ debolmente alle altre due e cio’ e’ funzionale proprio all’attivazione di tali mediatori. La denominazione G deriva dal fatto che tali proteine, presso la subunita’ a, legano nucleotidi guanosinici, corrispondenti a GDP o GTP. Quando a lega il GDP, la proteina e’ inattiva, quando a lega GTP, la proteina si attiva. Dunque il segnale che attiva il recettore 7TMS promuove la liberazione di GDP dalla subunita’ a e il legame di questa a GTP. Legato GTP, la subunita’ a si stacca da b + g e, procedendo lungo il confine interno del plasmalemma in quanto legata ad un fosfolipide di membrana, va ad attivale l’enzima adenilato ciclasi. Attivato, tale enzima favorisce la formazione di un legame fosfodiesterico in una molecola di AMP che comporta la ciclizzazione di questa ad cAMP. L’cAMP costituisce un secondo messaggero (il primo era il ligando del recettore di membrana).

Esso si lega ad una proteina chinasi che, inattiva, e’ formata da due subunita’ regolatorie e 2 subunita’ catalitiche. Il cAMP si lega alle subunita’ regolatorie, provocando la liberazione di quelle catalitiche, e dunque l’attivazione della proteina chinasi (PKA, in quanto cAMP-dipendente). Le proteine chinasi attivate danno luogo a cascate successive, di fosforilazione, che determinano un’amplificazione del segnale e l’attivazione di specifiche vie metaboliche. In questo modo si e’ attivata la risposta della cellula al primo messaggero.

Il tipo di proteine G che stimolano tali processi corrisponde al tipo proteine Gs (stimolatorie).

Esistono poi le proteine Gi, ossia inibitorie. Queste agiscono inattivando l’adenilato ciclasi e inibiscono i processi attivati dalle proteine Gs, in quanto impediscono la formazione di cAMP. Infine, esistono le proteine Gq, la cui attivazione provoca la consequente attivazione della Fosfolipasi C. questo enzima degrada i fosfolipidi di membrana e , in particolare, il Fosfatidil Inositolo (un glicerofosfolipide). Esso e’ degradato in Diacilglicerolo (DAG) e in Inositolo-3-P (IP3). Anch’essi sono secondi messaggeri. In particolare, l’ IP3 si lega ad un proprio recettore presente sulla membrana del R.E.. Tale recettore appartiene ad un canale ionico per il Ca2+ a controllo di ligando, di cui l’ IP3 provoca l’apertura. Il Ca2+, per gradiente elettrochimico, fuoriesce dal lume del R.E. nel citosol dove la sua concentrazione aumenta di circa 100 volte (da 10 nM a circa 1 mM). Nel citosol, esso si lega alla calmodulina, una proteina legata a vari tipi di enzimi, che legando 4 ioni Ca2+ favorisce l’attivita’ e funzionalita’ dell’enzima stesso. Proprio per tale motivo, anche una bassa concentrazione di Ca2+ intracellulare favorisce ed influenza largamente eventi importanti, quali la contrazione muscolare.

Le piccole Proteine G, invece, sono costituite da una sola subunita’, funzionalmente assimilabile alla subunita’ a. Esse collaborano con i recettori catalitici di membrana tirosinchinasici. Sono attivate dalle proteine contenenti un gruppo “SH”, che si legano ai siti fosforilati del recettore tirosinchinasico ad una estremita’ e, all’altra, si legano alle piccole Proteine G, attivando una cascata di fosforilazioni a carico di chinasi. In questo caso, tale amplificazionedel segnale e’ finalizzata ad attivare la trascrizione di geni specifici. Un’importante famiglia di piccole Proteine G corrisponde alle RAS, cosi’ chiamate perche’ un’alterazione dei geni che le codificano causa sarcomi nel ratto (in questo caso si parla di oncogeni).