A structural approach to G-protein signaling mechanisms: Alpha-subunits

Guanin nükletit bağlayıcı proteinler duyusal algılama, protein sentezi, hormonal düzenleme, salgı kesecikleri ve çekirdek taşınımı, hücre büyümesi ve farklılaşmasını da içine alan birçok fizyolojik sürecin düzenlenmesinde rol oynarlar. Bu proteinler (GDP)-bağlı dinlenim durumuyla (GTP)-bağlı aktif durumları arasında bir döngü geçirerek moleküler aracılık görevlerini yerine getirirler. G-proteinleri 3 altbirimden oluşmaktadır: α, β, γ. G-proteininin özgünlüğü α altbirimi tarafından belirlenir. α-altbirimi de iki bölgeden oluşur: GTPaz bölgesi ve α-heliks bölgesi. Aktivasyon GTPaz bölgesindeki anahtar I, II ve III olarak adlandırılan bölgelerde yapısal değişikliklere yol açar. Hem reseptör hem de efektörlerle etkileşimde karboksil ucunun önemli olduğu gösterilmiştir.

G-protein sinyal ileti mekanizmalarına yapısal bir yaklaşım: Alfa altbirimi

Guanine nucleotide binding proteins regulate a variety of physiological processes, including sensual perception, protein synthesis, hormonal regulation, vesicular and nuclear transport, cell growth and differentiation. They act as molecular mediators, cycling between inactive guanosine diphosphate (GDP)-bound and active guanosine triphosphate (GTP)-bound states. G-proteins are composed of three subunits: α, β, γ, where specificity mainly determined by α.The α-subunit consists of two domains: GTPase domain and α-helical domain. Activation results in conformational changes around so called switch I, II and III regions in GTPase- domain. Interaction of the receptor with the carboxyl terminus of α is clearly important. Carboxy terminus is also shown to be important in effector interaction.

___

  • 1) Vetter IR, Wittinghofer A. The guanine-nucleotide-binding switch in three dimensions. Science 2001; 294:1299-1304.
  • 2) Lania A, Mantovani G, Spada A. G protein mutations in endocrine diseases. Eur J Endocrinol. 2001; 145:543-559.
  • 3) Krauss G, G-protein coupled signal transmission pathways. In: Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. Weinheim:Wiley-VCH Verlag GmbH, 2nd edition, 2001:192.
  • 4) Rens-Domiano S, Hamm HE. Structural and functional relationships of heterotrimeric G-proteins. FASEB J. 1995; 9:1059-1066.
  • 5) Noel JP, Hamm HE, Sigler PB. The 2.2 A crystal structure of transducin-alpha complexed with GTP gamma S. Nature. 1993; 366:654-663.
  • 6) Sondek J, Lambright DG, Noel JP, Hamm HE, Sigler PB. GTPase mechanism of Gproteins from the 1.7-A crystal structure of transducin alpha-GDP-AIF-4. Nature. 1994; 372:276-279.
  • 7) Lambright DG, Noel JP, Hamm HE, Sigler PB. Structural determinants for activation of the alpha-subunit of a heterotrimeric G protein. Nature. 1994; 369:621-628.
  • 8) Tooze J, Branden C. Introduction to protein structure. USA: Garland Publishing, Inc., 1999:251-281.
  • 9) Clapham DE and Neer EJ. New roles for G-protein bg dimers in transmembrane signalling. Nature 1993; 365:403-406.
  • 10) Mixon MB, Lee E, Coleman DE, Berghuis AM, Gilman AG and Sprang SR. Tertiary and quaternary structural changes in Gia1 induced by GTP hydrolysis. Science 1995; 270:954-960.
  • 11) Wall MA, Coleman DE, Lee E, Iñiguez-Lluhi JA, Posner BA, Gilman AG, Sprang SR. The structure of the G-protein heterotrimer Gia1b1g2. Cell 1995; 83: 1047-1058.
  • 12) Hamm HE. How activated receptors couple to G-proteins. Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 2001; 98:4819-4821.
  • 13) Cabrera-Vera TM, Vanhauwe J, Thomas TO, Medkova M, Preininger A, Mazzoni MR and Hamm HE. Insights into G protein structure, function, and regulation. Endocrine Reviews 2003; 24:765-781.
  • 14) Tesmer JJ, Sunahara RK, Gilman AG, Sprang SR. Crystal structure of the catalytic domains of adenylyl cyclase in a complex with GsaGTPgS. Science 1997; 278:1907-1916.
  • 15) Berlot CH and Bourne HR. Identification of effector-activating residues of Gsa. Cell 1992; 68:911-922.
  • 16) Osawa S, Dhanasekaran N, Woon CW, Johnson GL. Gai-Gas chimeras define the function of a chain domains in control of G-protein activation and bg subunit complex interactions. Cell 1990; 63:697-706.
  • 17) Slep KC, Kercher WH, Cowan CW, Wensel TG, Sigler PB. Structural determinants for regulation of phosphodiesterase by a G-protein at 2.0 Å. Nature 2001, 409:1071-1077.
  • 18) Preininger AM, Hamm HE. G protein signaling: Insights from new structures. Sci STKE 2004; 2004(218): 1-9.
  • 19) Palczewski K, Kumasaka T, Hori T, Behnke CA, Motoshima H, Fox BA, Le Trong I, Teller DC, Okada T, Stenkamp RE, Yamamoto M, Miyano M. Crystal structure of rhodopsin: A G protein-coupled receptor. Science 2000; 289:739-745.
Marmara Medical Journal-Cover
  • ISSN: 1019-1941
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1988
  • Yayıncı: Marmara Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

ANNELERİN EMZİRME VE SÜT ÇOCUĞU BESLENMESİ KONUSUNDAKİ BİLGİ, İNANIŞ VE UYGULAMALARI: NİTELİKSEL BİR ARAŞTIRMA

Gizem SAMLI, Bülent KARA, Pemra CÖBEK ÜNALAN, Bülent SAMLI, Nazan SARPER, Ayşe GÖKALP

A structural approach to G-protein signaling mechanisms: Alpha-subunits

OYA ORUN

İdyopatik pulmoner hemosiderosis tanılı olgu sunumu

Gülay Çiler ERDAĞ, Ayça VİTRİNEL, RAHİME GÜL YEŞİLTEPE MUTLU, YASEMİN AKIN, Semiramis SADIKOĞLU

Humerus başının yukarı kayması: Rotator kılıf cerrrahisinde prognostik bir araç olarak kullanılabilir mi?

Murat BEZER, NURİ AYDIN, Osman GÜVEN

İDYOPATİK PULMONER HEMOSİDEROSİS TANILI OLGU SUNUMU

Gülay ÇİLER ERDAĞ, Ayça VİTRİNEL, Gül YEŞİLTEPE MUTLU, Yasemin AKIN, Semiramis SADIKOĞLU

Sigara ve alkol kullanımı, ve hiperkolesterolemi klinik benin prostat hiperplazisi için faktörleri midir?

Turan TARCAN, İlker ÖZDEMİR, Cenk YAZICI, Yalçın İLKER

EEG TEMELLİ OLAY-İLİŞKİ BEYİN DALGALARININ İSTATİSTİKSEL ZAMAN SERİLERİ İLE MODELLENMESİ

Ömer ERZENGİN, Vildan SÜMBÜLOĞLU, Sirel KARAKAŞ

G-PROTEİN SİNYAL İLETİ MEKANİZMALARINA YAPISAL BİR YAKLAŞIM: ALFA ALTBİRİMİ

Oya ORUN

Rabdomiyolize bağlı gelişen akut tubuler nekrozda kas kitlesinin önemi: Olgu sunumu

Özge ONUR, ÖZLEM GÜNEYSEL, Serkan EROĞLU, Arzu DENİZBAŞI, Erol ÜNLÜER

SİGARA VE ALKOL KULLANIMI, VE HİPERKOLESTEROLEMİ KLİNİK BENİN PROSTAT HİPERPLAZİSİ İÇİN RİSK FAKTÖRLERİ MİDİR?

Tufan TARCAN, İlker ÖZDEMİR, Cenk YAZICI, Yalçın İLKER