Proteína G

Concepto de Proteína G

La proteína G es una proteína membranal trimérica compuesta por tres subunidades:

1. la subunidad α (alfa);
2. la subunidad β (beta);
3. la subunidad γ (gama).

Este tipo de proteína está unida a una molécula de GDP (guanosín difosfato) en su estado de reposo. Cuando la proteína G es la activada, el GDP es sustituido por una molécula de GTP (guanosín trifosfato).

Tiene la función de mediar receptores membranales de señales externas y la activación de enzimas en el proceso de transducción de señal.

La proteína G está asociada a receptores celulares

La proteína G se encuentra en la membrana plasmática  y su activación depende de receptores membranales, designados receptores acoplados a la proteína G.

La proteína G establece el puente entre este tipo de receptores con enzimas membranales que producen segundo mensajeros.

Activación de la proteína G

La proteína G desempeña un papel mediador en el proceso de transducción de señal en que una señal llega a la célula y es detectado por un receptor y su mensaje es transferido para el interior de la célula. La activación de la proteína G sigue la siguiente cadena de acontecimientos:

1. La unión (una molécula señalizadora como, por ejemplo, una hormona) se une al receptor y este cambia de conformación;
2. La alteración conformacional del receptor atrae la proteína G, difusible en la membrana plasmática;
3. La unión de la proteína G al receptor, hace que el segmento α de esta proteína convierta el GDP en GTP;
4. La conversión del GDT en GTP separa el segmento α del restante segmento β γ de la proteína G, volviendo activa la proteína G activada;
5. Los dos segmentos de la proteína G se desplazan en la membrana plasmática al encuentro de un objetivo;
6. La unión del segmento α a su objetivo, convierte el GTP de nuevo en GDP;
7. Esa conversión inactiva a proteína G y el segmento α vuelve a encontrarse y a unirse con el segmento β γ. La proteína G regresa al estado de reposo.

Los objetivos de la proteína G

Los receptores acoplados a la proteína G activan esta proteína con el objetivo de que ésta active, a su vez, objetivos celulares. Los objetivos son proteínas enzimáticas situadas en la membrana plasmática y que, cuando son activadas, producen un segundo mensajero.

La proteína G puede actuar sobre:

1. la enzima adenilato ciclasa que produce el segundo mensajero, cAMP;
2. la enzima fosfolipasa Cque produce el segundo mensajero, IP₃e DAG;
3. los canales iónicos. En este caso, la proteína G activada actúa directamente sobre canales iónicos, sin la producción de segundos mensajeros. Por ejemplo, ocurre en canales de potasio de células cardíacas;
4. enzimas de proteínas quinasas;

Proteínas G estimulatorias e inhibitorias

Existen proteínas G que tienen un efecto estimulatorio o inhibitorio sobre los objetivos en que actúan. Así, diferentes proteínas G pueden tener efectos antagonistas (es decir, opuestos) sobre su objetivos.

Por ejemplo, existen proteínas G que estimulan la adenilato ciclasa a producir el cAMP a partir del ATP y existen otras proteínas G que inhiben la adenilato ciclasa, inhibiendo la síntesis del cAMP.

Proteínas G asociadas a los receptores de tirosina quinasa – Proteínas Ras

Las proteínas Ras son proteínas G activadas por recetores de tirosina quinasa. Las proteínas G forman un pequeño grupo de proteínas G que, a semejanza de otras proteínas G, son activadas cuando se unne a una molécula de GTP.

Las proteínas Ras son activadas a través de receptores de tirosina quinasa. Las moléculas señalizadoras más comunes que interaccionan con los receptores de tirosina quinasa son los factores de crecimiento.

Así, cuando un factor de crecimiento se une al receptor de tirosina quinasa, las proteínas Ras podrán ser activadas. Las proteínas Ras activadas activarán, a su vez,  una cascada de reacciones de señalización intracelular.

La proteína Ras activa la quinasa  RAF que es la primera enzima de esta cascada. A continuación van a ser activadas una serie de MAP quinasas que culminan en la activación de factores de transcripción que activarán o inhibirán la expresión de genes específicos.

References:

• Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2013). Cell: A molecular approach (6th ed.). S.l.: Sinauer Associates.
• Purves, W.K., Orians, G.H., Heller, H.C., Sadava, D. (1998). Life, the science of Biology. Massachusetts: Sinauer Associates, Inc.
• Solomon, E. P., Berg, L. R., & Martin, D. W. (2008). Biology(8th ed.). Belmont: Thomson Brooks/Cole.