G protein

Atas nama G protein adalah kelompok protein yang tidak homogen yang dapat mengikat nukleotida guanosin difosfat (GDP) dan guanosine triphosphate (GTP).

Mereka memainkan peran penting dalam transmisi dan "terjemahan" sinyal ekstraseluler ke dalam dan di dalam sel. Protein G heterotrimerik berbasis membran adalah mediator antara ruang ekstraseluler dan intraseluler dan yang disebut protein G kecil, yang terletak di sitosol sel, memastikan transmisi sinyal di dalam sel.

Apa itu protein G?

Protein G, juga dikenal sebagai GTPase, mewakili kelompok protein yang tidak homogen yang memainkan peran penting dalam transmisi sinyal ekstraseluler ke dalam dan di dalam sel. Semua protein G dicirikan oleh fakta bahwa mereka dapat mengikat nukleotida GTP dan GDP.

Mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok besar protein G heterotrimerik yang terikat membran dan yang disebut protein G monomerik kecil. Protein G monomerik terletak di sitosol sel dan bertindak sebagai pembawa pesan kedua untuk transduksi sinyal di dalam sel. Protein G yang terikat membran terdiri dari subunit Alfa, Beta dan Gamma. Dalam keadaan tidak aktif, PDB terikat ke subunit alfa.

Stimulus ekstraseluler (sinyal) menggerakkan proses di mana PDB diganti oleh GTP dan pada saat yang sama terjadi disosiasi antara subunit alfa dan subunit beta-gamma. Dua subunit beta dan gamma tetap bersama sebagai unit fungsional aktif bahkan dalam proses selanjutnya sebagai subunit beta-gamma. Pertukaran PDB oleh GTP dengan demikian sesuai dengan peralihan dari "posisi OFF" yang tidak aktif ke "posisi ON" yang diaktifkan.

Fungsi, efek & tugas

Seperti sel hewan, sel manusia dilindungi oleh membran sel yang tidak mudah ditembus oleh molekul besar atau kuman patogen. Di satu sisi, membran sel memberikan perlindungan untuk sitosol internal dan inti sel; di sisi lain, ini bisa menjadi masalah untuk komunikasi dan pertukaran informasi yang diperlukan antar sel, di dalam sel dan antara ruang ekstraseluler dan intraseluler.

Fungsi utama protein-G heterotrimerik yang terikat-membran, di mana sekitar 21 subunit alfa yang berbeda diketahui, terdiri dari transduksi sinyal dari ruang ekstraseluler ke bagian dalam sel. Transduksi sinyal penting untuk transmisi sinyal dan penerjemahan "instruksi" tertentu ke dalam proses metabolisme seluler. Intinya adalah menerima pesan penting yang dibawa ke sel dari luar melalui zat pembawa pesan, hormon atau neurotransmiter dan menerjemahkannya sebagai "instruksi kerja" untuk sel dan meneruskannya ke pembawa pesan kedua di dalam sel, yang memastikan pengangkutan lebih lanjut di dalam sitosol .

Proses transduksi juga berperan penting dalam transmisi rangsangan sensitif tertentu seperti penglihatan, pendengaran, pengecapan dan penciuman. Transduksi sinyal sama pentingnya untuk fungsi loop kontrol tertentu yang mengontrol suhu tubuh, tekanan darah, fungsi jantung, dan banyak parameter bawah sadar lainnya. Secara sederhana, protein-G heterotrimerik yang berlabuh di membran sel mewujudkan titik pembersihan aktif untuk zat sinyal, yang ditransfer dalam bentuk yang diubah menjadi protein-G kecil di dalam sel, yang bertindak sebagai pembawa pesan kedua.

Protein G kecil, yang dikenal lebih dari 100 bentuk berbeda, melakukan berbagai tugas di dalam sel.Misalnya, mereka terlibat dalam pengaturan ekspresi gen, pengorganisasian sitoskeleton, pengangkutan zat antara nukleus dan sitoplasma, serta pertukaran zat dengan lisosom dan proliferasi sel.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Seperti semua protein lainnya, bahan penyusun dasar protein G adalah yang disebut asam amino proteinogenik, 23 di antaranya diketahui hingga saat ini. Sementara metabolisme sel mampu mensintesis sebagian besar asam amino itu sendiri, beberapa asam amino yang digambarkan sebagai esensial harus dikonsumsi bersama makanan.

Perakitan protein berlangsung baik dari bawah ke atas dengan merangkai asam amino dalam urutan yang ditentukan secara genetik atau dengan merakit fragmen yang ada dari protein rantai panjang yang sebagian dibongkar. Fragmen dapat juga terdiri dari peptida atau polipeptida yang menurut definisi terdiri dari kurang dari 100 asam amino. Sintesis protein G berlangsung di setiap sel individu dalam proses kompleks berdasarkan segmen gen yang sebelumnya disalin dalam mRNA, yang menentukan urutan asam amino dari setiap protein individu.

Karena protein G dalam keragamannya terlibat dalam hampir semua proses kontrol dan regulasi dari setiap sel dan hubungan antara keadaan aktif dan tidak aktif sangat dinamis, gambaran tentang konsentrasi atau aktivitasnya di dalam sel tidak mungkin dan tidak akan bermakna. Apakah semua protein G dalam jaringan melakukan pekerjaan "normal" hanya dapat dinilai secara tidak langsung melalui status kesehatan.

Penyakit & Gangguan

Dalam kasus protein yang merupakan bagian fungsional atau pengaktif dari suatu enzim, hormon, atau unit fungsional lainnya, terdapat risiko bahwa kesalahan dalam urutan asam aminonya akan menyebabkannya kehilangan fungsi dan enzim atau hormon tersebut kehilangan sebagian dari keefektifannya. Dalam kebanyakan kasus "cacat protein" ada cacat genetik yang sesuai.

Mutasi segmen gen menyebabkan spesifikasi yang salah dari urutan asam amino dan dengan demikian konstruksi yang salah dari protein yang sesuai. Protein G tidak luput dari kesalahan yang ditentukan secara genetis dalam cetak biru tersebut. Namun, protein G juga kehilangan fungsinya jika kesalahan terletak pada reseptor berpasangan protein G.

Dalam kedua kasus tersebut, berkurangnya kemampuan untuk mengubah sinyal memicu penyakit tertentu atau berkontribusi pada perkembangannya. Penyakit yang berhubungan dengan gangguan fungsi protein G misalnya pseudohypoparathyroidism, acromegaly, hyperfunctional tiroid adenoma, tumor ovarium dan beberapa lainnya.