חלבוני G (guanine nucleotide-binding proteins) הם חלבונים ממשפחת ה-GTPases, אנזימים שקושרים GTP. GTP היא מולקולת גואנין עם שלושה זרחים (מולקולת אנרגיה). חלבוני G מעבירים אותות בתוך התא ומשפיעים על תגובות לתא לאותות חיצוניים. הם משתתפים בקליטה של אור, ריח, הורמונים ונוירוטרנסמיטורים. על גילוי ותיאור תפקידם הוענק פרס נובל ב-1994 לאלפרד גילמן ומרטין רודבל.
יש שתי קבוצות עיקריות: חלבונים הטרוטרימריים (מורכבים משלוש תתי־יחידות) וחלבונים מונומרים (שרשרת פפטידית אחת, דומה לתת־יחידת α).
הקומפלקס ההטרוטרימרי מורכב מתתי־יחידות α, β ו-γ. לתת־יחידת α יש אתר שקושר GTP וגם פעילות פירוק GTP (GTPase). תתי־יחידות β ו-γ קשורות זו לזו ומעורבות בבקרה ובהפעלת חלבונים אחרים.
כאשר מולקולת סיגנל נקשרת לקולטן המצומד לחלבון G, יש שינוי במבנה הקולטן והחלבון משופעל. ה-GDP (Guanosine diphosphate, גואנין עם שני זרחנים) משתחרר, ובגלל שריכוז ה-GTP בתא גבוה, נקשר GTP במקומו. הקשירה של GTP משחזרת את מצב הפעילות של חלבון ה-G. במודל הקלאסי תת־יחידת α קושרת GTP ונפרדת מ-βγ; כל חלק יכול אז להפעיל חלבונים שונים בתא. עם זאת, ישנם מחקרים שמראים שלא תמיד יש פירוד מלא של התת־יחידות.
לתת־יחידת α יש פעילות GTPase שמפחיתה את ה-GTP ל-GDP ואז החלבון חוזר למצב לא פעיל. חלבונים בשם RGS (Regulator of G protein signalling) מאיצים את פירוק ה-GTP. גם חלבונים ממשפחות GAP (GTPase-activating proteins) מזרזים את כיבוי הפעילות. קיימות בקרות נוספות על הפעילות, כולל קינאזות של הקולטן.
חלבונים מונומרים פועלים בדומה להטרוטרימרים: הם מחליפים GDP ב-GTP כדי להידלק, ויש להם פעילות GTPase שמכבה אותם. יש להם גם חלבונים שמאטים את שחרור ה-GDP, שנקראים GDI (Guanosine nucleotide dissociation inhibitors).
תת־יחידות α מתחלקות לקבוצות עיקריות כמו Gαs, Gαq, Gαi ו-Gα12/13. קומבינציות שונות של תתי־יחידות α, β ו-γ קובעות אילו מסלולים בתא יופעלו. דוגמה: Gαs מפעיל אדנילאט ציקלאז וגורם להפעלת PKA, בעוד Gαq משפעל פוספוליפאז C ו-PKC.
החלבון ההטרוטרימרי בנוי משלוש תתי־יחידות. תת־יחידה α מקושרת לממברנה דרך ליפיד בקצה הקרבוקסילי. תת־יחידות β ו-γ קשורות זו לזו בקשר Coiled coil, ויחד הן גם מקשרות את α לממברנה.
תקלות בתפקוד חלבוני G עלולות לגרום למחלות. לדוגמה, חוסר איזון בפעילותם משחק תפקיד במחלות כמו כולרה ועלת, ובמחלות נוספות שקשורות להעברת אותות בתאים.
חלבוני G הם חלבונים שעוזרים לתא לקבל פקודות מבחוץ. הם מקשרים מולקולות בשם GTP. GTP היא מולקולת אנרגיה עם שלושה זרחנים. כשהם קשורים ל-GTP הם "דלוקים" ומעבירים את האות בתוך התא. כש-GTP נשבר ל-GDP הם "כבויים".
יש שני סוגים חשובים: חלבון גדול שלוש־חלקים (α, β, γ) וחלבון קטן בודד.
אות חיצוני מגיע וקושר קולטן על התא. זה גורם להחלפת GDP ב-GTP. אחרי ההחלפה החלבון מפעיל תגובות בתא.
החלבון מפעיל את עצמו עד שפירוק ה-GTP ל-GDP מפסיק אותו. יש חלבונים שעוזרים לכבות אותו מהר יותר.
החלבון ההטרוטרימרי בנוי משלוש תתי־יחידות. חלבוני G משתתפים בראייה, בריח ובתגובות להורמונים. שגיאות בפעולתם יכולות לגרום למחלות כמו כולרה. על הפקת הידע הזה הוענקה פרס נובל ב-1994.
תגובות גולשים