Protéine G hétérotrimérique - Heterotrimeric G protein

Protéine G hétérotrimérique GTPase
Identifiants
CE n° 3.6.5.1
N ° CAS. 9059-32-9
Bases de données
IntEnz Vue IntEnz
BRENDA Entrée BRENDA
ExPASy Vue NiceZyme
KEGG Entrée KEGG
MétaCycle voie métabolique
PRIAM profil
Structures de l' APB RCSB PDB PDBe PDBsum
Ontologie des gènes AmiGO / QuickGO
Cette protéine G hétérotrimérique est illustrée avec ses ancres lipidiques théoriques. Le PIB est noir. La chaîne alpha est jaune. Les chaînes bêta et gamma sont bleues.
Structure 3D d'une protéine G hétérotrimérique

Les protéines G hétérotrimériques , également parfois appelées "grandes" protéines G (par opposition à la sous-classe des petites GTPases monomères plus petites ) sont des protéines G associées à la membrane qui forment un complexe hétérotrimérique . La plus grande différence non structurelle entre les protéines G hétérotrimériques et monomères est que les protéines hétérotrimériques se lient directement à leurs récepteurs de surface cellulaire, appelés récepteurs couplés aux protéines G. Ces protéines G sont constituées de sous-unités alpha (α), bêta (β) et gamma (γ). La sous-unité alpha est attachée à un GTP ou à un GDP, qui sert d'interrupteur marche-arrêt pour l'activation de la protéine G.

Lorsque les ligands se lient à un GPCR, le GPCR acquiert la capacité GEF ( guanine nucleotide exchange factor ), qui active la protéine G en échangeant le GDP sur la sous- unité alpha en GTP. La liaison du GTP à la sous- unité alpha entraîne un changement structurel et sa dissociation du reste de la protéine G. Généralement, la sous- unité alpha se lie aux protéines effectrices liées à la membrane pour la cascade de signalisation en aval, mais le complexe bêta-gamma peut également remplir cette fonction. Les protéines G sont impliquées dans des voies telles que la voie AMPc/PKA, les canaux ioniques, MAPK, PI3K.

Il existe quatre grandes familles de protéines G : Gi/Go , Gq , Gs et G12/13 .

Sous-unités alpha

Article principal: sous-unité G alpha
Rôle de la protéine G dans une voie activée par un récepteur couplé à la protéine G

Des expériences de reconstitution menées au début des années 1980 ont montré que les sous- unités G α purifiées peuvent activer directement les enzymes effectrices. La forme de GTP de la sous - unité α de la transducine (G t ) active la phosphodiestérase de GMP cyclique à partir de segments extérieurs de la tige de la rétine, et la forme de GTP de la sous - unité α de la protéine stimulatrice de G (G s ) active l' adénylate cyclase sensible aux hormones. Plusieurs types de protéines G coexistent dans le même tissu. Par exemple, dans les tissus adipeux, deux protéines G différentes avec des complexes bêta-gamma interchangeables sont utilisées pour activer ou inhiber l'adénylyl cyclase. La sous- unité alpha d'une protéine G stimulatrice activée par des récepteurs d'hormones stimulatrices pourrait stimuler l'adénylyl cyclase, qui active l'AMPc utilisé pour les cascades de signaux en aval. Alors que d'autre part, la sous- unité alpha d'une protéine G inhibitrice activée par des récepteurs d'hormones inhibitrices pourrait inhiber l'adénylyl cyclase, qui bloque les cascades de signaux en aval.

Les sous- unités Gα consistent en deux domaines, le domaine GTPase et le domaine en hélice alpha .

Il existe au moins 20 sous- unités G différentes , qui sont séparées en quatre groupes principaux. Cette nomenclature est basée sur leurs homologies de séquence :

Famille de protéines G sous-unité Gène Transduction du signal Utilisation/Récepteurs (exemples) Effets (exemples)
G i -famille ( InterPro :  IPR001408 )
G i/o α i , α o GNAO1 , GNAI1 , GNAI2 , GNAI3 Inhibition de l' adénylate cyclase , ouvre les canaux K + (via les sous-unités /γ), ferme les canaux Ca 2+ Muscarinique M 2 et M 4 , des récepteurs de chimiokines , a 2 adrénorécepteurs , Serotonin 5-HT 1 récepteurs de l' histamine H 3 et H 4 , Dopamine D 2 récepteurs de type, de type 2 des récepteurs aux cannabinoïdes (CB2) Contraction des muscles lisses, activité neuronale déprimée, sécrétion d'interleukine par les leucocytes humains
G t α t ( transducine ) GNAT1 , GNAT2 Activation de la phosphodiestérase 6 Rhodopsine Vision
rafale G α rafale ( Gustducin ) GNAT3 Activation de la phosphodiestérase 6 Récepteurs du goût Goût
G z α z GNAZ Inhibition de l'adénylate cyclase Plaquettes Maintien de l'équilibre ionique des fluides cochléaires périlymphatiques et endolymphatiques.
G s -famille ( InterPro :  IPR000367 )
G s α s GNAS Activation de l' adénylate cyclase Bêta-adrénorécepteurs ; Sérotonine 5-HT 4 , 5-HT 6 et 5-HT 7 ; Récepteurs similaires à la dopamine D 1 , Histamine H 2 , récepteurs cannabinoïdes de type 2 Augmenter la fréquence cardiaque, relaxation des muscles lisses, stimuler l'activité neuronale, la sécrétion d'interleukine par les leucocytes humains
G OLF α olf GNAL Activation de l'adénylate cyclase récepteurs olfactifs Sentir
G q -famille ( InterPro :  IPR000654 )
G q α q , α 11 , α 14 , α 15 , α 16 GNAQ , GNA11 , GNA14 , GNA15 Activation de la phospholipase C récepteurs α 1 -adrénergiques , muscariniques M 1 , M 3 et M 5 , histamine H 1 , récepteurs de la sérotonine 5-HT 2 Contraction des muscles lisses, flux de Ca 2+
G 12/13 -famille ( InterPro :  IPR000469 )
G 12/13 α 12 , α 13 GNA12 , GNA13 Activation de la famille Rho de GTPases Fonctions cytosquelettiques, Contraction des muscles lisses

Complexe G bêta-gamma

Article détaillé : Complexe G bêta-gamma

Les sous-unités et sont étroitement liées les unes aux autres et sont appelées le complexe G bêta-gamma . Les sous-unités bêta et gamma ont des isoformes différentes, et certaines combinaisons d'isoformes entraînent une dimérisation alors que d'autres combinaisons ne le font pas. Par exemple, beta1 se lie aux deux sous-unités gamma tandis que beta3 ne se lie à aucune. Lors de l'activation du GPCR, le complexe G βγ est libéré de la sous- unité G après son échange GDP-GTP.

Fonction

Le complexe G βγ libre peut agir lui-même comme une molécule de signalisation, en activant d'autres seconds messagers ou en activant directement les canaux ioniques .

Par exemple, le G βγ complexe, lorsqu'ils sont liés à l' histamine des récepteurs, peut activer la phospholipase A 2 . D' autre part, les complexes Gβγ liés aux récepteurs muscariniques de l' acétylcholine ouvrent directement les canaux potassiques rectifiants vers l'intérieur couplés aux protéines G (GIRK). Lorsque l'acétylcholine est le ligand extracellulaire de la voie, la cellule cardiaque s'hyperpolarise normalement pour diminuer la contraction du muscle cardiaque. Lorsque des substances telles que la muscarine agissent comme des ligands, la quantité dangereuse d'hyperpolarisation conduit à l'hallucination. Par conséquent, le bon fonctionnement de G βγ joue un rôle clé dans notre bien-être physiologique. La dernière fonction est l'activation des canaux calciques de type L , comme dans la pharmacologie des récepteurs H 3 .

Les références

Liens externes