G proteini (guanin nukleotid vezujući proteini) sufamilijaproteina kaja učestvuje u prenosu hemijskih signala izvan ćelije, i uzrokuje promene unutar ćelije. Oni komuniciraju signale mnogih hormona, neurotransmitera, i drugih signalnih faktora.[1]
G protein spregnuti receptori su transmembranski receptori. Signalni molekuli se vezuju za domen lociran izvan ćelije. Intracelularni domen aktivira G proteine. G proteini aktiviraju kaskadu drugih jedinjenja, i što dovodi do ćelijskih promena.
G protein kompleksi se vezuju za fosfatne grupe. Oni funkcionišu kao molekularni prekidači. Kad su vezani za kompleks sa tri fosfatne grupe (guanozin trifosfat (GTP)), oni su “uključeni“, do kad su vezani za kompleks sa samo dve fosfatne grupe (guanozin difosfat (GDP)), oni su isključeni.
G proteini regulišu metaboličke enzime, jonske kanale, transportere, i druge delove ćelijske mašinerije, kontrolišući time transkripciju, motilnost, kontraktilnost, i sekreciju, i time u širem smislu regulišu sistemske funkcije poput embrionskog razvoja, učenja i memorije, ihomeostaze.[2]
G proteine su otkriliAlfred G. Gilman iMartin Rodbel tokom njihovog istraživanja ćelijske stimulacijeadrenalinom. Oni su utvrdili da kad se adrenalin veže za receptor, receptor ne stimuliše enzime direktno. Umesto toga, stimulacija se odvija kroz G protein, koji stimuliše jedan od enzima, na primeradenilat ciklazu, koja proizvodi sekundarni glasnikciklični AMP.[3] Za to otkriće, njima je dodeljenaNobelova nagrada za fiziologiju ili medicinu1994 godine.[4]
G proteini pripadaju većoj grupi enzima zvanihGTPaze.
G proteini su važnisignal transdukujući molekuli u ćelijama. Malfunkcija GPCR signalnih puteva dovodi do mnogih bolesti, kao što sudijabetes,slepilo,alergije,depresija, kardiovaskularni defekti, i neke formeraka. Procenjuje se da su GPCR receptori celularne mete za više od polovine modernih lekova.[5]
Ljudski genom sadrži oko 950G protein-spregnutih receptora, koji detektujufotone (svetlost),hormone, faktore rasta,lekove, i drugeendogene ligande. Približno 150 GPCR receptora nađenih u ljudskom genomu ima nepoznate funkcije.
Termin G protein se može odnositi na dve distinktne familije proteina.Heterotrimerni G proteini se ponekad nazivajuvelikim G proteinima. Oni su aktiviraniG protein-spregnutim receptorima, i sastoje se od alfa (α), beta (β), i gama (γ)podjedinica. Postoje takođe imali G proteini (20-25kDa), koji pripadajuRas superfamilijimalih GTPaza. Ti proteini su homologni sa alfa (α) podjedinicom nađenom kod heterotrimera, ali su monomerni. Međutim, oni takođe vezujuGTP iGDP, i učestvuju utransdukciji signala.
Razni tipovi heterotrimernih G proteina imaju zajednički mehanizam. Oni se aktiviraju u responsu na konformacionu promenuG protein-spregnutog receptora, razmenjujuGDP zaGTP, i disociraju se da bi aktivirali druge proteine u putuprenosa signala. Specifični mehanizmi, međutim, se razlikuju među vrstama.
Receptorom-aktivirani G proteini se vezuju za unutrašnju stranućelijske membrane. Oni se sastoje od Gα i čvrsto povezane Gβγ podjedinice. Postoji više klasa Gα podjedinica: Gsα (G stimulatori), Giα (G inhibitori), Goα (G drugi), Gq/11α, i G12/13α su neki od njih. Oni se različito ponašaju nakon prepoznavanja efektora, ali imaju sličan mehanizam aktivacije.
Kadligand aktiviraG protein-spregnuti receptor, on indukuje konformacionu promenu receptora koja dozvoljava receptoru da funkcioniše kaofaktor razmene guanin nukleotida (GEF) koji razmenjuje GDP za GTP na Gα podjedinici. Po tradicionalnom shvatanju aktivacije heterotrimernih proteina, ta razmena otpočinje disocijaciju Gα podjedinice, vezane za GTP, od Gβγ dimera i od receptora. Postoje i alternativni modeli koji sugestiraju molekularno preuređivanje, reorganizaciju, i pri-formiranje kompleksa molekulskih efektora.[6][7] Gα-GTP i Gβγ mogu da aktiviraju različitesignalne kaskade (iliputeve sekundarnih glasnika) i efektorskih proteina, dok je receptor spreman da aktivira sledeći G protein.
Gα podjedinica će vremenomhidrolizirati vezani GTP u GDP putem svoje inherentneenzimske aktivnosti, čime se omogućava ponovno vezivanje za Gβγ i početak novog ciklusa. RBM (ili RGS) grupa proteina dejstvuje kaoGTPaza-aktivirajući proteini (GAP), specifično za Gα podjedinice. Efekat tih proteina je ubrzanje GTP hidrolize u GDP i terminacija prenosa signala. U nekim slučajevima, sam efektor može posedovati unutrašnju GAP aktivnost, što pomaže u deaktiviranju puta. To je slučaj safosfolipazom C beta, koja ima GAP aktivnost unutar svog C-terminalnog regiona. To je alternativna forma regulacije Gα podjedinice.
Male GTPaze takođe vezuju GTP i GDP, i učestvuju utransdukciji signala. Ti proteini su homologni sa alfa (α) podjedinicom nađenom u heterotrimerima, ali postoje kao monomeri. To su mali (20-25kDa)proteini koji vezuju guanozin trifosfat (GTP). Ovaproteinska familija jehomologna saRas GTPazama, i stoga se naziva Ras superfamilijomGTPaza.
Da bi se vezali za unutrašnju stranu membrane plazme, mnogi G proteini i male GTPaze podležu lipidaciji, drugim rečima, oni su kovalentno modifikovani sa lipidnim ekstenzijama. Oni mogu biti vezani zamiristinsku ilipalmitinsku kiselinu, ili suprenilovani.
.PMID 17095603.doi:10.1073/pnas.0607116103. 
