G proteinleri hücre içine giremeyen endojen maddelerin ve ilaçların etkisine aracılık eden stoplazma membranında bulunan yapılardır.
Membranı yedi kez geçen halkalar (serpentin reseptörleri) içeren G proteinleri α, β, ve γ olmak
üzere üç alt üniteden oluşur.
GDP bağlı iken inaktif olan G proteinlerinin reseptörü uyarılınca aktif olan α alt birimi ayrılır ve GTP’yi bağlar. α alt birimi adenilat siklaz ve fosfolipaz C gibi enzimlerle etkileşmeye girer, bu etkileşmeler sonunda cAMP, diaçilgliserol (DAG) ve inozitol trifosfat (IP3) gibi ikinci habercilerin oluşmasını etkiler.
Oluşan ikinci haberciler de hücrede çeşitli protein kinaz enzimlerini uyarır veya inhibe eder.
G proteinlerinin Gs, Gi, Gq, Gt ve Golf gibi tipleri vardır.
—————————
G proteini kenetli reseptörler (GPCR) veya yedi transmembran parçalı yapıda olan reseptörler, geniş bir almaç ailesidir. Hücre dışı bileşikleri algılayarak hücre içi sinyal iletimi (transdüksiyon) yollarını etkinleştirirler. Hücre içinde G proteinlerine bağlanırlar. Hücre zarından kıvrılarak yedi kez geçtiklerinden “yedi transmembran parçalı” (7TM) adlandırmasına da sahiptirler.
Bu tür almaçlar sadece ökaryotlarda bulunur. Bu almaçları etkinleştiren bileşikler (ligandlar) arasında ışığa duyarlı bileşikler, kokular, feromonlar, hormonlar ve nörotransmiterler yer alır. Pek çok hastalıkta rol oynayan bu reseptörler çağdaş ilaçların yaklaşık %40’ının hedefidir.
G proteini kenetli reseptörler iki ana sinyal iletim yolu aracılığıyla etki sağlarlar. Bunlar halkasal adenozin monofosfat (cAMP) sinyal yolu ve fosfatidilinositol sinyal yoludur.
Fizyolojik işlevleri
G proteni kenetli almaçlar birçok fizyolojik süreçte rol oynar. Bunların bazıları şunlardır:
1-Görme duyusu: Opsinler elektromanyetik ışınları hücresel sinyallere çevirmek için fotoizomerizasyon kullanır. Örneğin,rodopsin, bu amaç için 11-cis-retinal’in trans-retinal’e dönüşümünü kullanılır.
2-Tat duyusu: GPCR’ler acı, tatlı ve umami tatlarına cevap olarak tat hücrelerindeki gustducin’in salınmasına aracılık eder.
3-Koku duyusu: Olfaktör epitelin reseptörleri odorant (koku reseptörleri) ve feromonları (vomeronazal reseptörler) bağlar.
4-Davranışların ve ruh halinin düzenlenmesi: Memeli beynindeki reseptörler serotonin,dopamin,histamin,GABA ve glutamat gibi nörotransmittleri bağlar.
5-Savunma tepkisi (inflamasyon) ve bağışıklık sisteminin düzenlenmesi: Kemokin reseptörleri bağışıklık sistemi hücreleri arasındaki iletişimi sağlayan ligandları bağlar. Histamin reseptörleri gibi reseptörler inflamatuar aracıları bağlar ve inflamatuar cevap ile hedef hücre tiplerini yakalarlar. GPCR’ler bağışıklığı düzenlemede de görev üstlenir (Örneğin interlökin indüksiyonunun düzenlenmesi)
6-Otonom sinir sistemiyle iletişim: Hem sempatik hem de parasempatik sinir sistemi GPCR yolaklarıyla düzenlenir. Bu yolaklar kan basıncı, kalp hızı ve sindirim gibi birçok otonomik işlevin denetlenmesinden sorumludur
7-Hücre yoğunluğunun algılanması
Homeostazi
Bazı tümör tiplerinin büyümesi ve yayılmasında görev alırlar.
Endokrin sistemde peptit ve aminoasit yapılı hormonların hücreye bağlanmasını sağlar.Böylece ilk olarak cAMP, daha sonra bazı kinazlar etkinleşir. Ve hücresel yanıt oluşur (RNA yazılımı gibi).
G proteinlerinin aktivasyonu
Adım 1: G proteininin bağlanması
Adım 2: Ligand Bağlanması
Adım 3: Reseptörün aktivasyonu
Adım 4: G proteinlerinin aktivasyonu
Adım 5: Sinyal iletimi
Adım 6: G proteini inaktivasyonu
G proteinine bağlı reseptörlerin fonksiyonel özelliklere sınıflandırılması
Sınıf A (veya 1) (Rodopsin benzeri (Rodopsin))
Sınıf B (veya 2) (Sekretin Reseptör Ailesi (Sekretin))
Sınıf C (veya 3) (metabotropik glutamat/feromon (glutamat reseptörü))
Sınıf D (veya 4) (Mantar çiftleşme feromon reseptörleri)
Sınıf E (veya 5) (siklik AMP reseptörleri (cAMP))
Sınıf F (veya 6) (Kıvrık/Düzleştirilmiş (Wnt sinyal yolu))