Subunidad alfa de Gq
Familia de subunidades alfa de proteína G heterotrimérica
proteína de unión al nucleótido de guanina (proteína G), polipéptido q
Identificadores
SímboloGNAQ
Gen NCBI2776
HGNC4390
OMI600998
Secuencia de referenciaNúmero nuevo_002072
Protección unificadaP50148
Otros datos
LugarCrónica 9 q21
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
proteína de unión al nucleótido de guanina (proteína G), alfa 11 (clase Gq)
Identificadores
SímboloGNA11
Gen NCBI2767
HGNC4379
OMI139313
Secuencia de referenciaNúmero nuevo_002067
Protección unificadaP29992
Otros datos
LugarCap. 19 pág. 13.3
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
proteína de unión al nucleótido de guanina (proteína G), alfa 14
Identificadores
SímboloGNA14
Gen NCBI9630
HGNC4382
OMI604397
Secuencia de referenciaNúmero de modelo NM_004297
Protección unificadaO95837
Otros datos
LugarCrónica 9 q21
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional
proteína de unión al nucleótido de guanina (proteína G), alfa 15 (clase Gq)
Identificadores
SímboloGNA15
Gen NCBI2769
HGNC4383
OMI139314
Secuencia de referenciaNúmero nuevo_002068
Protección unificadaP30679
Otros datos
LugarCap. 19 pág. 13.3
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

La subunidad alfa de la proteína G q es una familia de subunidades alfa de la proteína G heterotrimérica . Esta familia también se denomina comúnmente familia G q/11 ( G q /G 11 ) o familia G q/11/14/15 para incluir miembros de la familia estrechamente relacionados. Las subunidades G alfa pueden denominarse G q alfa, G αq o G q α. Las proteínas G q se acoplan a receptores acoplados a proteína G para activar las enzimas de fosfolipasa C de tipo beta (PLC-β). La PLC-β a su vez hidroliza el fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP 2 ) a diacilglicerol (DAG) y trifosfato de inositol (IP 3 ). El IP 3 actúa como un segundo mensajero para liberar el calcio almacenado en el citoplasma, mientras que el DAG actúa como un segundo mensajero que activa la proteína quinasa C (PKC).

Miembros de la familia

En los seres humanos, hay cuatro proteínas distintas en la familia de la subunidad G q alfa:

  • G αq está codificado por el gen GNAQ .
  • G α11 está codificado por el gen GNA11 .
  • G α14 está codificado por el gen GNA14 .
  • G α15 está codificado por el gen GNA15 .

Función

La función general de G q es activar las vías de señalización intracelular en respuesta a la activación de los receptores acoplados a proteína G (GPCR) de la superficie celular . Los GPCR funcionan como parte de un sistema de tres componentes de receptor-transductor-efector. [1] [2] El transductor en este sistema es una proteína G heterotrimérica , compuesta de tres subunidades: una proteína Gα como G αq , y un complejo de dos proteínas estrechamente unidas llamadas Gβ y Gγ en un complejo Gβγ . [1] [2] Cuando no es estimulada por un receptor, Gα se une al difosfato de guanosina (GDP) y a Gβγ para formar el trímero de proteína G inactivo. [1] [2] Cuando el receptor se une a un ligando activador fuera de la célula (como una hormona o un neurotransmisor ), el receptor activado actúa como un factor de intercambio de nucleótidos de guanina para promover la liberación de GDP y la unión del trifosfato de guanosina (GTP) a Gα, lo que impulsa la disociación de Gα unido a GTP de Gβγ. [1] [2] Evidencias recientes sugieren que Gβγ y Gαq-GTP podrían mantener una interacción parcial a través de la región de hélice N-α de Gαq. [3] Gα y Gβγ unidos a GTP se liberan para activar sus respectivas enzimas de señalización descendentes.

Las proteínas G q/11/14/15 activan la fosfolipasa C de tipo beta (PLC-β) para enviar señales a través de las vías de señalización de calcio y PKC. [4] Luego, la PLC-β escinde un fosfolípido específico de la membrana plasmática , el fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP 2 ) en diacilglicerol (DAG) e inositol 1,4,5-trifosfato (IP 3 ). El DAG permanece unido a la membrana y el IP 3 se libera como una molécula soluble en el citoplasma . El IP 3 se difunde para unirse a los receptores de IP 3 , un canal de calcio especializado en el retículo endoplasmático (RE). Estos canales son específicos del calcio y solo permiten el paso de calcio desde el RE al citoplasma. Dado que las células secuestran activamente calcio en el RE para mantener bajos los niveles citoplasmáticos, esta liberación hace que la concentración citosólica de calcio aumente, lo que provoca una cascada de cambios intracelulares y actividad a través de proteínas de unión al calcio y procesos sensibles al calcio. [4]

Lectura adicional: Función del calcio en los vertebrados

El DAG trabaja junto con el calcio liberado para activar isoformas específicas de PKC, que se activan para fosforilar otras moléculas, lo que conduce a una mayor actividad celular alterada. [4]

Lectura adicional: función de la proteína quinasa C

La mutación Gαq / Gα11 (Q209L) está asociada al desarrollo del melanoma uveal y su inhibición farmacológica (inhibidor del depsipéptido cíclico FR900359), disminuye el crecimiento tumoral en ensayos preclínicos. [5] [6]

Receptores

Los siguientes receptores acoplados a proteína G se acoplan a subunidades G q :

Al menos algunos receptores acoplados a Gq (por ejemplo, el receptor muscarínico de acetilcolina M 3 ) pueden encontrarse preensamblados (preacoplados) con G q . El dominio polibásico común en la cola C de los receptores acoplados a G q parece ser necesario para este preensamblaje de la proteína G del receptor. [7]

Inhibidores

  • Los depsipéptidos cíclicos FR900359 y YM-254890 son inhibidores potentes y altamente específicos de Gq y G11. [8] [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ abcd Gilman AG (1987). "Proteínas G: transductores de señales generadas por receptores". Revista Anual de Bioquímica . 56 : 615–649. doi :10.1146/annurev.bi.56.070187.003151. PMID  3113327.
  2. ^ abcd Rodbell M (1995). "Conferencia Nobel: Transducción de señales: evolución de una idea". Bioscience Reports . 15 (3): 117–133. doi :10.1007/bf01207453. PMC 1519115 . PMID  7579038. S2CID  11025853. 
  3. ^ Cervantes-Villagrana RD, Adame-García SR, García-Jiménez I, Color-Aparicio VM, Beltrán-Navarro YM, König GM, Kostenis E, Reyes-Cruz G, Gutkind JS, Vázquez-Prado J (enero de 2019). "La señalización de Gβγ al efector quimiotáctico P-REX1 y la migración de células de mamífero está regulada directamente por las proteínas Gαq y Gα13". J Biol Chem . 294 (2): 531–546. doi : 10.1074/jbc.RA118.006254 . PMC 6333895 . PMID  30446620. 
  4. ^ abc Alberts B, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (4ª ed.). Nueva York: Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  5. ^ Onken MD, Makepeace CM, Kaltenbronn KM, Kanai SM, Todd TD, Wang S, Broekelmann TJ, Rao PK, Cooper JA, Blumer KJ (septiembre de 2018). "Dirigir el intercambio de nucleótidos para inhibir las subunidades alfa de la proteína G constitutivamente activas en células cancerosas". Sci Signal . 11 (546): 6852. doi : 10.1126/scisignal.aao6852 . PMC 6279241 . PMID  30181242. 
  6. ^ Annala S, Feng X, Shridhar N, Eryilmaz F, Patt J, Yang J, Pfeil EM, Cervantes-Villagrana RD, Inoue A, Häberlein F, Slodczyk T, Reher R, Kehraus S, Monteleone S, Schrage R, Heycke N , Rick U, Engel S, Pfeifer A, Kolb P, König GM, Kostenis E, Bünemann M, Tüting T, Vázquez-Prado J, Gutkind JS, Gaffal E, Kostenis E (marzo de 2019). "Dirección directa de las oncoproteínas Gαq y Gα11 en células cancerosas". Señal de ciencia . 12 (573): 5948. doi : 10.1126/scisignal.aau5948 . Número de modelo: PMID  30890659. Número de modelo: S2CID  84183146.
  7. ^ ab Qin K, Dong C, Wu G, Lambert NA (agosto de 2011). "Preensamblaje en estado inactivo de receptores acoplados a Gq y heterotrímeros de Gq". Nature Chemical Biology . 7 (11): 740–747. doi :10.1038/nchembio.642. PMC 3177959 . PMID  21873996. 
  8. ^ Schlegel JG, Tahoun M, Seidinger A, Voss JH, Kuschak M, Kehraus S, Schneider M, Matthey M, Fleischmann BK, König GM, Wenzel D, Müller CE (2021). "Inhibidores de la proteína Gq macrocíclica FR900359 y/o YM-254890: ¿aptos para la traducción?". ACS Pharmacology & Translational Science . 4 (2): 888–897. doi :10.1021/acsptsci.1c00021. PMC 8033771 . PMID  33860209. 
  9. ^ Hermes C, König GM, Crüsemann M (2021). "Las cromodepsinas: química, biología y biosíntesis de una familia de productos naturales inhibidores selectivos de Gq". Natural Product Reports . 38 (12): 2276–2292. doi :10.1039/d1np00005e. PMID  33998635. S2CID  234748014.
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