Klíčový rozdíl mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem je ten, že heteromerní G protein je velký G protein spojený s membránou tvořený alfa (α), beta (β) a gama (γ) podjednotkami, zatímco monomerní G protein je malý G protein spojený s membránou tvořený pouze alfa podjednotkou.
G proteiny (guanin nukleotid-vazebné proteiny) jsou rodinou proteinů, které fungují jako molekulární spínače uvnitř buněk. Podílejí se na přenosu signálů z různých podnětů mimo buňku do jejího nitra. G proteiny mohou být klasifikovány do dvou odlišných rodin proteinů: heteromerní G protein a monomerní G protein. Heteromerní G protein je velký protein, zatímco monomerní G protein je malý protein.
Co je heteromerní G protein?
Heteromerní G protein je velký G protein, který se skládá z podjednotek alfa (α), beta (β) a gama (γ). Heteromerní G protein tvoří heterotrimerní komplex. Největší nestrukturální rozdíl mezi heterotrimerním a monomerním G proteinem je ten, že heterotrimerní G protein se váže přímo na svůj buněčný povrchový receptor (receptory spojené s G proteinem). Alfa podjednotka heteromerního G proteinu je obvykle připojena buď k GTP nebo GDP, který slouží jako vypínač pro aktivaci G proteinu.
Obrázek 01: Heteromerní G protein
Když se ligandy navážou na GPCR, GPCR získá schopnost GEF (guanin nukleotidový výměnný faktor). Tím se aktivuje G protein výměnou GDP na podjednotce alfa za GTP. Vazba GTP na alfa podjednotku má za následek strukturální změnu a disociaci alfa podjednotky od zbytku G proteinu. Obecně platí, že podjednotka alfa váže na membránu vázané efektorové proteiny pro downstream signální kaskádu. Tuto funkci může vykonávat i beta-gama komplex. Kromě toho se heteromerní G proteiny účastní cest, jako je cAMP/PKA dráha, iontové kanály, MAPK a PI3K.
Co je monomerní G protein?
Monomerní G protein je malý G protein spojený s membránou, který se skládá pouze z alfa podjednotky. Malý monomerní G protein je homologní s alfa podjednotkou velkého heteromerního G proteinu. Tato rodina malých GTPáz zahrnuje nadrodinu RAS, která se dále dělí na podrodiny na základě strukturních, sekvenčních a funkčních podobností. Navíc každá podrodina malých GTPáz hraje mírně odlišnou roli životně důležitou v regulaci intracelulárních signálních drah.
Obrázek 02: Monomerní G protein
Stejně jako alfa podjednotka velkého heteromerního G proteinu se i malý monomerní G protein střídá mezi zapnutým stavem (vázaný na GTP) a vypnutým stavem (vázaný k GDP). Monomerní G proteiny tedy fungují jako binární spínače, které regulují cytosolické signální dráhy. Výše uvedené cyklování GDP/GTP je řízeno dvěma typy regulačních proteinů spojených s monomerními G proteiny. Faktory výměny guaninu (GEF) podporují tvorbu aktivní nebo GTP vázané formy monomerního G proteinu (RAS protein), zatímco GTPázu aktivující proteiny (GAP) urychlují aktivitu GTPázy a podporují neaktivní formu monomerního G proteinu (RAS protein) nebo inaktivní formu monomerního G proteinu (RAS protein).
Jaké jsou podobnosti mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem?
- Heteromerní G protein a monomerní G protein jsou dva typy G proteinů.
- Alfa podjednotka heteromerního G proteinu je strukturně příbuzná monomernímu G proteinu.
- Oba proteiny se váží na GTP a hydrolyzují jej na GDP, čímž působí jako molekulární spínače.
- Rychlost hydrolýzy GTP katalyzované oběma proteiny může být zvýšena proteiny GAP.
- Jsou přivázány k vnitřnímu povrchu plazmatické membrány pomocí posttranslačních modifikací lipidů.
Jaký je rozdíl mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem?
Heteromerní G protein je velký G protein spojený s membránou tvořený alfa (α), beta (β) a gama (γ) podjednotkami, zatímco monomerní G protein je malý G protein spojený s membránou tvořený pouze alfa podjednotky. Toto je klíčový rozdíl mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem. Kromě toho se heterotrimerní G protein váže přímo na svůj buněčný povrchový receptor (receptory spojené s G proteinem). Na druhé straně se monomerní G protein váže na svůj buněčný povrchový receptor (receptory spojené s G proteinem) nepřímo.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Heteromerní G protein vs Monomerní G protein
G proteiny jsou rodinou proteinů, které fungují jako molekulární spínače uvnitř buněk. Heteromerní G protein a monomerní G protein jsou dva typy G proteinů. Heteromerní G protein je velký s membránou spojený G protein složený z podjednotek alfa (α), beta (β) a gama (γ). Monomerní G protein je malý G protein spojený s membránou, který se skládá pouze z alfa podjednotky. Toto shrnuje rozdíl mezi heteromerním G proteinem a monomerním G proteinem.
