Protein G

Dưới tên G protein là một nhóm protein không đồng nhất có thể liên kết các nucleotide guanosine diphosphate (GDP) và guanosine triphosphate (GTP).

Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền và "dịch" các tín hiệu ngoại bào vào và trong tế bào. Protein G biến dị liên kết với màng là chất trung gian giữa không gian ngoại bào và nội bào và được gọi là protein G nhỏ, nằm trong tế bào, đảm bảo việc truyền tín hiệu trong tế bào.

Protein G là gì?

Protein G, còn được gọi là GTPases, đại diện cho một nhóm protein không đồng nhất đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu ngoại bào vào và trong tế bào. Tất cả các protein G đều có đặc điểm là chúng có thể liên kết các nucleotide GTP và GDP.

Chúng có thể được chia thành hai nhóm lớn gồm các protein G dị phân liên kết màng và cái gọi là protein G đơn phân nhỏ. Các protein G đơn phân nằm trong bào tương của tế bào và hoạt động như sứ giả thứ hai để truyền tín hiệu trong tế bào. Các protein G liên kết màng bao gồm các tiểu đơn vị Alfa, Beta và Gamma. Ở trạng thái không hoạt động, GDP được liên kết với đơn vị con alpha.

Một kích thích ngoại bào (tín hiệu) bắt đầu chuyển động một quá trình trong đó GDP được thay thế bằng GTP và đồng thời diễn ra sự phân ly giữa tiểu đơn vị alpha và tiểu đơn vị beta-gamma. Hai đơn vị con beta và gamma vẫn cùng nhau như một đơn vị chức năng hoạt động ngay cả trong các quá trình tiếp theo như một đơn vị con beta-gamma. Do đó, việc trao đổi GDP bằng GTP tương ứng với việc chuyển từ “vị trí TẮT” không hoạt động sang “vị trí BẬT” được kích hoạt.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Giống như tế bào động vật, tế bào người được bảo vệ bởi một màng tế bào không dễ dàng thấm qua các phân tử lớn hoặc vi trùng gây bệnh. Một mặt, màng tế bào cung cấp sự bảo vệ cho nội bào và nhân tế bào; mặt khác, đây có thể là vấn đề đối với sự liên lạc và trao đổi thông tin cần thiết giữa các tế bào, trong tế bào và giữa không gian ngoại bào và nội bào.

Chức năng chính của protein G dị hóa liên kết màng, trong đó có khoảng 21 tiểu đơn vị alpha khác nhau được biết đến, bao gồm truyền tín hiệu từ không gian ngoại bào vào bên trong tế bào. Truyền tín hiệu rất cần thiết cho việc truyền tín hiệu và dịch các “chỉ dẫn” nhất định thành các quá trình trao đổi chất tế bào. Mục đích là nhận các thông điệp quan trọng được đưa đến tế bào từ bên ngoài thông qua các chất truyền tin, hormone hoặc chất dẫn truyền thần kinh và dịch chúng thành "hướng dẫn công việc" cho tế bào và chuyển chúng đến các sứ giả thứ hai bên trong tế bào, đảm bảo vận chuyển tiếp trong tế bào. .

Quá trình dẫn truyền cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc truyền một số kích thích nhạy cảm như thị giác, thính giác, vị giác và khứu giác. Việc truyền tín hiệu cũng quan trọng đối với hoạt động của một số vòng điều khiển nhất định kiểm soát nhiệt độ cơ thể, huyết áp, chức năng tim và nhiều thông số vô thức khác. Nói một cách dễ hiểu, các protein G dị dưỡng được neo trong màng tế bào là điểm thanh toán bù trừ tích cực cho các chất tín hiệu, được chuyển ở dạng đã biến đổi thành các protein G nhỏ bên trong tế bào, hoạt động như sứ giả thứ hai.

Các protein G nhỏ, trong đó có hơn 100 dạng khác nhau đã được biết đến, thực hiện nhiều nhiệm vụ trong tế bào.Ví dụ, chúng tham gia vào quá trình điều hòa biểu hiện gen, tổ chức bộ xương, vận chuyển các chất giữa nhân và tế bào chất, cũng như trao đổi chất với các lysosome và tăng sinh tế bào.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Giống như tất cả các protein khác, các khối cấu tạo cơ bản của protein G là cái gọi là axit amin tạo protein, 23 trong số đó đã được biết đến cho đến nay. Trong khi quá trình trao đổi chất của tế bào có thể tự tổng hợp hầu hết các axit amin, một số ít axit amin được mô tả là cần thiết phải được đưa vào trong thực phẩm.

Việc lắp ráp các protein diễn ra từ đầu bằng cách xâu chuỗi các axit amin lại với nhau theo trình tự đã được xác định về mặt di truyền hoặc bằng cách tập hợp các đoạn hiện có của các protein chuỗi dài, đã được tháo dỡ một phần. Các đoạn này cũng có thể bao gồm các peptit hoặc polypeptit, theo định nghĩa, được cấu tạo từ ít hơn 100 axit amin. Quá trình tổng hợp protein G diễn ra trong từng tế bào theo các quá trình phức tạp dựa trên các đoạn gen được sao chép trước đó trong mRNA, xác định trình tự axit amin của từng protein riêng lẻ.

Bởi vì protein G trong sự đa dạng của chúng thực tế tham gia vào tất cả các quá trình kiểm soát và điều hòa của mọi tế bào đơn lẻ và mối quan hệ giữa trạng thái hoạt hóa và bất hoạt là rất động, nên việc chụp nhanh nồng độ hoặc hoạt động của chúng trong tế bào là không thể thực hiện được và sẽ không có ý nghĩa. Tất cả các protein G trong mạng có thực hiện công việc “bình thường” hay không chỉ có thể được đánh giá gián tiếp thông qua tình trạng sức khỏe.

Bệnh & Rối loạn

Trong trường hợp protein là bộ phận chức năng hoặc hoạt hóa của enzym, hormone hoặc đơn vị chức năng khác, sẽ có nguy cơ xảy ra lỗi trong trình tự axit amin của chúng khiến chúng mất chức năng và enzym hoặc hormone mất đi một phần hiệu quả. Trong hầu hết các trường hợp “khiếm khuyết protein” đều có một khiếm khuyết di truyền tương ứng.

Sự đột biến của một đoạn gen dẫn đến việc xác định trình tự axit amin không chính xác và do đó dẫn đến cấu trúc không chính xác của protein tương ứng. Các protein G không tránh khỏi những sai sót được xác định về mặt di truyền như vậy trong kế hoạch chi tiết. Tuy nhiên, các protein G cũng mất chức năng nếu lỗi nằm ở các thụ thể kết hợp với protein G.

Trong cả hai trường hợp, khả năng truyền tín hiệu giảm sẽ gây ra một bệnh nhất định hoặc góp phần vào sự phát triển của nó. Các bệnh liên quan đến suy giảm chức năng của protein G, chẳng hạn như bệnh cận giáp giả, bệnh to cực, u tuyến giáp cường chức năng, khối u của buồng trứng và một số bệnh khác.