Ključna razlika med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom je, da je heteromerni G protein velik z membrano povezan G protein, sestavljen iz podenot alfa (α), beta (β) in gama (γ), medtem ko monomerni G protein je majhen z membrano povezan G protein, sestavljen samo iz alfa podenote.
G proteini (proteini, ki vežejo gvanin nukleotid) so družina proteinov, ki delujejo kot molekularna stikala znotraj celic. Sodelujejo pri prenosu signalov iz različnih dražljajev zunaj celice v notranjost. G proteine lahko razvrstimo v dve različni družini proteinov: heteromerni G protein in monomerni G protein. Heteromerni G protein je velik protein, medtem ko je monomerni G protein majhen protein.
Kaj je heteromerni G protein?
Heteromerni protein G je velik protein G, ki je sestavljen iz podenot alfa (α), beta (β) in gama (γ). Heteromerni G protein tvori heterotrimerni kompleks. Največja nestrukturna razlika med heterotrimernim in monomernim proteinom G je, da se heterotrimerni protein G veže neposredno na svoj receptor na celični površini (receptorji, sklopljeni z G proteinom). Alfa podenota heteromernega proteina G je običajno pritrjena na GTP ali GDP, ki služi kot stikalo za vklop ali izklop za aktivacijo proteina G.
Slika 01: Heteromerni G protein
Ko se ligandi vežejo na GPCR, GPCR pridobi sposobnost GEF (faktor izmenjave gvanin nukleotida). To aktivira protein G z zamenjavo BDP na podenoti alfa v GTP. Vezava GTP na podenoto alfa povzroči strukturno spremembo in disociacijo podenote alfa od preostalega proteina G. Na splošno podenota alfa veže na membrano vezane efektorske proteine za signalno kaskado navzdol. To funkcijo lahko opravlja tudi kompleks beta-gama. Poleg tega so heteromerni proteini G vključeni v poti, kot so pot cAMP/PKA, ionski kanali, MAPK in PI3K.
Kaj je monomerni G protein?
Monomerni G protein je majhen z membrano povezan G protein, ki je sestavljen samo iz alfa podenote. Majhna monomerna beljakovina G je homologna podenoti alfa velike heteromerne beljakovine G. Ta družina majhnih GTPaz vključuje superdružino RAS, ki je nadalje razdeljena na poddružine na podlagi strukturnih, zaporednih in funkcionalnih podobnosti. Poleg tega ima vsaka poddružina majhnih GTPaz nekoliko drugačno vlogo, ki je ključna pri regulaciji znotrajceličnih signalnih poti.
Slika 02: Monomerni G protein
Tako kot alfa podenota velikega heteromernega proteina G se tudi mali monomerni protein G spreminja med vklopljenim stanjem (vezan na GTP) in izklopljenim stanjem (vezan na BDP). Zato monomerni G proteini delujejo kot binarna stikala, ki uravnavajo citosolne signalne poti. Zgornje kroženje GDP/GTP nadzirata dve vrsti regulativnih proteinov, povezanih z monomernimi G proteini. Faktorji izmenjave gvanina (GEF) spodbujajo tvorbo aktivne ali GTP vezane oblike monomernega proteina G (protein RAS), medtem ko proteini, ki aktivirajo GTPazo (GAP) pospešijo aktivnost GTPaze in spodbujajo neaktivno ali GDP vezano obliko monomernega proteina G (proteina RAS).
Kakšne so podobnosti med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom?
- Heteromerni G protein in monomerni G protein sta dve vrsti G proteinov.
- Alfa podenota heteromernega G proteina je strukturno sorodna monomernemu G proteinu.
- Oba proteina se vežeta na GTP in ga hidrolizirata v GDP ter tako delujeta kot molekularna stikala.
- Hitrost hidrolize GTP, ki jo katalizirata oba proteina, lahko povečajo proteini GAP.
- Privezani so na notranjo površino plazemske membrane s pomočjo posttranslacijskih modifikacij lipidov.
Kakšna je razlika med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom?
Heteromerni G protein je velik z membrano povezan G protein, sestavljen iz podenot alfa (α), beta (β) in gama (γ), medtem ko je monomerni G protein majhen z membrano povezan G protein, sestavljen samo alfa podenote. Tako je to ključna razlika med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom. Poleg tega se heterotrimerni protein G veže neposredno na svoj receptor na celični površini (receptorji, vezani na protein G). Po drugi strani pa se monomerni G protein posredno veže na svoj celični površinski receptor (z G protein sklopljeni receptorji).
Spodnja infografika predstavlja razlike med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – heteromerni G protein proti monomernemu G proteinu
G proteini so družina proteinov, ki delujejo kot molekularna stikala znotraj celic. Heteromerni G protein in monomerni G protein sta dve vrsti G proteinov. Heteromerni G protein je velik z membrano povezan G protein, sestavljen iz podenot alfa (α), beta (β) in gama (γ). Monomerni G protein je majhen z membrano povezan G protein, sestavljen samo iz podenote alfa. Torej, to povzema razliko med heteromernim G proteinom in monomernim G proteinom.
