ภายใต้ชื่อ โปรตีน G เป็นกลุ่มโปรตีนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่สามารถจับนิวคลีโอไทด์ guanosine diphosphate (GDP) และ guanosine triphosphate (GTP)
พวกมันมีบทบาทสำคัญในการส่งและ "แปล" สัญญาณภายนอกเซลล์เข้าและภายในเซลล์ โปรตีน heterotrimeric G ที่ใช้เมมเบรนเป็นสื่อกลางระหว่างพื้นที่นอกเซลล์และภายในเซลล์และเรียกว่าโปรตีน G ขนาดเล็กซึ่งอยู่ในไซโตซอลของเซลล์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการส่งสัญญาณภายในเซลล์
โปรตีน G คืออะไร?
โปรตีน G หรือที่เรียกว่า GTPases เป็นตัวแทนของกลุ่มโปรตีนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณภายนอกเซลล์เข้าและภายในเซลล์ โปรตีน G ทั้งหมดมีลักษณะที่สามารถจับกับนิวคลีโอไทด์ GTP และ GDP ได้
พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ของโปรตีน heterotrimeric G ที่มีเยื่อหุ้มเซลล์และที่เรียกว่าโปรตีน G monomeric ขนาดเล็ก โมโนเมอริกจีโปรตีนตั้งอยู่ในไซโตซอลของเซลล์และทำหน้าที่เป็นตัวส่งสัญญาณที่สองสำหรับการส่งสัญญาณภายในเซลล์ โปรตีน G ที่มีเยื่อหุ้มประกอบด้วยหน่วยย่อย Alfa, Beta และ Gamma ในสถานะไม่ใช้งาน GDP จะถูกผูกไว้กับหน่วยย่อยอัลฟา
สิ่งเร้าภายนอกเซลล์ (สัญญาณ) ทำให้เกิดกระบวนการที่ GDP ถูกแทนที่ด้วย GTP และในขณะเดียวกันก็เกิดการแยกตัวระหว่างหน่วยย่อยอัลฟ่าและหน่วยย่อยเบต้า - แกมมา หน่วยย่อยเบต้าและแกมมาทั้งสองยังคงอยู่รวมกันเป็นหน่วยการทำงานที่ใช้งานอยู่แม้ในกระบวนการต่อมาจะเป็นหน่วยย่อยเบต้า - แกมมา การแลกเปลี่ยน GDP โดย GTP จึงสอดคล้องกับการเปลี่ยนจาก "ตำแหน่งปิด" ที่ไม่ได้ใช้งานเป็น "ตำแหน่งเปิด" ที่เปิดใช้งาน
ฟังก์ชันเอฟเฟกต์และงาน
เช่นเดียวกับเซลล์สัตว์เซลล์ของมนุษย์ได้รับการปกป้องโดยเยื่อหุ้มเซลล์ที่ไม่สามารถซึมผ่านไปยังโมเลกุลขนาดใหญ่หรือเชื้อโรคที่ทำให้เกิดโรคได้ง่าย ในแง่หนึ่งเยื่อหุ้มเซลล์ให้การป้องกันไซโตซอลภายในและนิวเคลียสของเซลล์ในทางกลับกันอาจเป็นปัญหาสำหรับการสื่อสารและการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่จำเป็นระหว่างเซลล์ภายในเซลล์และระหว่างพื้นที่นอกเซลล์และภายในเซลล์
หน้าที่หลักของโปรตีนจี - เฮเทอโรทริมเมอร์ที่มีเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งรู้จักหน่วยย่อยอัลฟาที่แตกต่างกันประมาณ 21 หน่วยประกอบด้วยการถ่ายทอดสัญญาณจากช่องว่างนอกเซลล์ไปยังภายในเซลล์ การถ่ายทอดสัญญาณเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณและการแปล "คำแนะนำ" บางอย่างไปสู่กระบวนการเผาผลาญของเซลล์ ประเด็นคือการรับข้อความสำคัญที่นำเข้าสู่เซลล์จากภายนอกผ่านสารส่งสารฮอร์โมนหรือสารสื่อประสาทและแปลเป็น "คำสั่งการทำงาน" สำหรับเซลล์และส่งต่อไปยังผู้ส่งสารที่สองภายในเซลล์ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีการขนส่งต่อไปภายในไซโตซอล .
กระบวนการถ่ายทอดยังมีบทบาทสำคัญในการถ่ายทอดสิ่งเร้าที่ละเอียดอ่อนบางอย่างเช่นการมองเห็นการได้ยินการรับรสและกลิ่น การถ่ายทอดสัญญาณมีความสำคัญพอ ๆ กับการทำงานของวงจรควบคุมบางอย่างที่ควบคุมอุณหภูมิของร่างกายความดันโลหิตการทำงานของหัวใจและพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่ไม่ได้สติ กล่าวง่ายๆก็คือโปรตีนจีเฮเทอโรทริมเมอร์ที่ติดอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์จะรวมเอาจุดหักล้างที่ใช้งานอยู่สำหรับสารสัญญาณซึ่งจะถูกถ่ายโอนในรูปแบบที่เปลี่ยนรูปไปเป็นโปรตีน G ขนาดเล็กภายในเซลล์ซึ่งทำหน้าที่เป็นผู้ส่งสารตัวที่สอง
โปรตีน G ขนาดเล็กซึ่งรู้จักกันในรูปแบบต่างๆมากกว่า 100 รูปแบบทำงานได้หลากหลายภายในเซลล์ตัวอย่างเช่นพวกเขามีส่วนร่วมในการควบคุมการแสดงออกของยีนการจัดระเบียบของโครงร่างเซลล์การขนส่งสารระหว่างนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมตลอดจนการแลกเปลี่ยนสารกับไลโซโซมและการเพิ่มจำนวนเซลล์
การศึกษาการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม
เช่นเดียวกับโปรตีนอื่น ๆ ส่วนประกอบพื้นฐานของโปรตีน G คือกรดอะมิโนโปรตีนเจนิกที่เรียกว่า 23 ชนิดซึ่งเป็นที่รู้จักกันในปัจจุบัน ในขณะที่เมตาบอลิซึมของเซลล์สามารถสังเคราะห์กรดอะมิโนส่วนใหญ่ได้เอง แต่กรดอะมิโนบางตัวที่อธิบายว่าจำเป็นจะต้องนำมารวมกับอาหาร
การรวมตัวของโปรตีนเกิดขึ้นจากพื้นดินโดยการรวมกรดอะมิโนเข้าด้วยกันตามลำดับที่กำหนดทางพันธุกรรมหรือโดยการประกอบชิ้นส่วนที่มีอยู่ของโปรตีนสายโซ่ยาวที่แยกส่วนออกบางส่วน ชิ้นส่วนยังสามารถประกอบด้วยเปปไทด์หรือพอลิเปปไทด์ซึ่งตามคำจำกัดความประกอบด้วยกรดอะมิโนน้อยกว่า 100 การสังเคราะห์โปรตีน G เกิดขึ้นในแต่ละเซลล์ในกระบวนการที่ซับซ้อนโดยอาศัยส่วนของยีนที่คัดลอกมาก่อนหน้านี้ใน mRNA ซึ่งกำหนดลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนแต่ละตัว
เนื่องจากโปรตีน G ในความหลากหลายของพวกมันมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการควบคุมและควบคุมของทุกเซลล์เดียวและความสัมพันธ์ระหว่างสถานะที่เปิดใช้งานและปิดใช้งานนั้นเป็นแบบไดนามิกมากจึงไม่สามารถสรุปภาพรวมของความเข้มข้นหรือกิจกรรมในเซลล์ได้และจะไม่มีความหมาย โปรตีน G ทั้งหมดในเครือข่ายทำงาน "ปกติ" หรือไม่สามารถประเมินได้โดยอ้อมผ่านสถานะสุขภาพ
โรคและความผิดปกติ
ในกรณีของโปรตีนที่เป็นส่วนที่ทำงานหรือกระตุ้นการทำงานของเอนไซม์ฮอร์โมนหรือหน่วยการทำงานอื่น ๆ มีความเสี่ยงที่ลำดับกรดอะมิโนผิดพลาดจะทำให้พวกมันสูญเสียการทำงานและเอนไซม์หรือฮอร์โมนสูญเสียประสิทธิภาพบางส่วน ในกรณีส่วนใหญ่ของ "ข้อบกพร่องของโปรตีน" จะมีความบกพร่องทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้อง
การกลายพันธุ์ของส่วนของยีนนำไปสู่การกำหนดลำดับกรดอะมิโนที่ไม่ถูกต้องและทำให้การสร้างโปรตีนที่เกี่ยวข้องไม่ถูกต้อง โปรตีน G ไม่ได้รับการยกเว้นจากข้อผิดพลาดทางพันธุกรรมดังกล่าวในพิมพ์เขียว อย่างไรก็ตามโปรตีน G จะสูญเสียการทำงานหากความผิดพลาดอยู่ในตัวรับโปรตีน G
ในทั้งสองกรณีความสามารถในการถ่ายทอดสัญญาณที่ลดลงทำให้เกิดโรคบางอย่างหรือมีส่วนช่วยในการพัฒนา โรคที่เกี่ยวข้องกับการทำงานที่บกพร่องของโปรตีน G เช่น pseudohypoparathyroidism, acromegaly, hyperfunctional thyroid adenoma, เนื้องอกของรังไข่และอื่น ๆ อีกเล็กน้อย
