Kľúčový rozdiel medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom je ten, že heteromérny G proteín je veľký G proteín spojený s membránou, ktorý sa skladá z podjednotiek alfa (α), beta (β) a gama (γ), zatiaľ čo monomérny G proteín je malý G proteín spojený s membránou, ktorý pozostáva iba z alfa podjednotky.
G proteíny (guanínové nukleotidy viažuce proteíny) sú rodinou proteínov, ktoré fungujú ako molekulárne prepínače vo vnútri buniek. Podieľajú sa na prenose signálov z rôznych stimulov mimo bunky do vnútra. G proteíny môžu byť klasifikované do dvoch odlišných rodín proteínov: heteromérny G proteín a monomérny G proteín. Heteromérny G proteín je veľký proteín, zatiaľ čo monomérny G proteín je malý proteín.
Čo je heteromérny proteín G?
Heteromérny G proteín je veľký G proteín, ktorý sa skladá z podjednotiek alfa (α), beta (β) a gama (γ). Heteromérny G proteín tvorí heterotrimérny komplex. Najväčší neštrukturálny rozdiel medzi heterotrimérnym a monomérnym G proteínom je ten, že heterotrimérny G proteín sa viaže priamo na svoj bunkový povrchový receptor (receptory spojené s G proteínom). Alfa podjednotka heteromérneho G proteínu je zvyčajne pripojená buď k GTP alebo GDP, ktorý slúži ako vypínač na aktiváciu G proteínu.
Obrázok 01: Heteromérny G proteín
Keď sa ligandy naviažu na GPCR, GPCR získa schopnosť GEF (guanínový nukleotidový výmenný faktor). Toto aktivuje G proteín výmenou GDP na alfa podjednotke za GTP. Väzba GTP na alfa podjednotku má za následok štrukturálnu zmenu a disociáciu alfa podjednotky od zvyšku G proteínu. Vo všeobecnosti alfa podjednotka viaže na membránu viazané efektorové proteíny pre downstream signálnu kaskádu. Túto funkciu môže vykonávať aj beta-gama komplex. Okrem toho sa heteromérne G proteíny podieľajú na dráhach, ako je cAMP/PKA dráha, iónové kanály, MAPK a PI3K.
Čo je monomérny G proteín?
Monomérny G proteín je malý G proteín spojený s membránou, ktorý sa skladá iba z alfa podjednotky. Malý monomérny G proteín je homológny s alfa podjednotkou veľkého heteromérneho G proteínu. Táto rodina malých GTPáz zahŕňa nadrodinu RAS, ktorá sa ďalej delí na podrodiny na základe štrukturálnych, sekvenčných a funkčných podobností. Okrem toho každá podrodina malých GTPáz hrá mierne odlišnú úlohu životne dôležitú pri regulácii intracelulárnych signálnych dráh.
Obrázok 02: Monomérny G proteín
Podobne ako alfa podjednotka veľkého heteromérneho G proteínu, aj malý monomérny G proteín sa strieda medzi zapnutým stavom (viazaný na GTP) a vypnutým stavom (viazaný na GDP). Preto monomérne G proteíny fungujú ako binárne prepínače, ktoré regulujú cytosolické signálne dráhy. Vyššie uvedené cyklovanie GDP/GTP je riadené dvoma typmi regulačných proteínov spojených s monomérnymi G proteínmi. Faktory guanínovej výmeny (GEF) podporujú tvorbu aktívnej alebo GTP viazanej formy monomérneho G proteínu (RAS proteín), zatiaľ čo proteíny aktivujúce GTPázu (GAP) urýchľujú aktivitu GTPázy a podporujú inaktívnu alebo na GDP viazanú formu monomérneho G proteínu (RAS proteín)
Aké sú podobnosti medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom?
- Heteromérny G proteín a monomérny G proteín sú dva typy G proteínov.
- Alfa podjednotka heteromérneho G proteínu je štrukturálne príbuzná s monomérnym G proteínom.
- Oba proteíny sa viažu na GTP a hydrolyzujú ho na GDP, čím pôsobia ako molekulárne prepínače.
- Rýchlosť hydrolýzy GTP katalyzovanej oboma proteínmi môže byť zvýšená proteínmi GAP.
- Sú priviazané k vnútornému povrchu plazmatickej membrány pomocou posttranslačných modifikácií lipidov.
Aký je rozdiel medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom?
Heteromérny G proteín je veľký G proteín spojený s membránou, ktorý sa skladá z podjednotiek alfa (α), beta (β) a gama (γ), zatiaľ čo monomérny proteín G je malý G proteín spojený s membránou. iba alfa podjednotky. Toto je kľúčový rozdiel medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom. Okrem toho sa heterotrimérny G proteín viaže priamo na svoj bunkový povrchový receptor (receptory spojené s G proteínom). Na druhej strane sa monomérny G proteín viaže na svoj bunkový povrchový receptor (receptory spojené s G proteínom) nepriamo.
Nasledujúca infografika predstavuje rozdiely medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Heteromérny G proteín vs monomérny G proteín
G proteíny sú rodinou proteínov, ktoré fungujú ako molekulárne prepínače vo vnútri buniek. Heteromérny G proteín a monomérny G proteín sú dva typy G proteínov. Heteromérny G proteín je veľký s membránou spojený G proteín pozostávajúci z podjednotiek alfa (α), beta (β) a gama (γ). Monomérny G proteín je malý G proteín spojený s membránou, ktorý pozostáva iba z alfa podjednotky. Toto sumarizuje rozdiel medzi heteromérnym G proteínom a monomérnym G proteínom.
