Signalisation des récepteurs couplés aux protéines G

Les récepteurs couplés aux protéines G constituent la plus grande famille de récepteurs de surface cellulaire, transmettant des signaux via des protéines G hétérotrimériques à des effecteurs intracellulaires.

Definition

La signalisation des récepteurs couplés aux protéines G est le processus par lequel un récepteur à sept domaines transmembranaires activé par un ligand agit comme un facteur d'échange de nucléotides guaniniques pour une protéine G hétérotrimérique, dont les sous-unités régulent ensuite les effecteurs en aval.

Scope

Ce sujet aborde l'architecture à sept domaines transmembranaires des récepteurs couplés aux protéines G, le cycle d'activation des protéines G hétérotrimériques, les effecteurs qu'elles régulent tels que l'adénylate cyclase et la phospholipase C, et la manière dont ces voies sont amplifiées et terminées.

Core questions

• Comment un récepteur couplé aux protéines G active-t-il sa protéine G ?
• Quels sont les rôles des sous-unités alpha et bêta-gamma de la protéine G ?
• Quels effecteurs et seconds messagers ces voies contrôlent-elles ?
• Comment la signalisation des protéines G est-elle désactivée ?

Key theories

Les protéines G comme interrupteurs moléculaires

Un récepteur activé catalyse l'échange de GDP contre du GTP sur la sous-unité alpha de la protéine G, l'activant pour réguler les effecteurs jusqu'à ce que son activité GTPase intrinsèque la ramène à l'état inactif.

Mechanisms

La liaison du ligand modifie la conformation d'un récepteur à sept domaines transmembranaires, ce qui favorise l'échange de GDP contre du GTP sur la sous-unité alpha de la protéine G, la libérant ainsi du dimère bêta-gamma. Les sous-unités activées régulent des effecteurs tels que l'adénylate cyclase, qui produit de l'AMP cyclique, ou la phospholipase C, qui génère de l'inositol trisphosphate et du diacylglycérol. Le signal est amplifié par des cascades et terminé lorsque la sous-unité alpha hydrolyse le GTP et se réassocie, avec l'aide de protéines régulatrices et de la désensibilisation du récepteur.

Clinical relevance

Ces récepteurs médient les réponses à une vaste gamme de signaux et illustrent la logique de commutation des protéines G, ce qui en fait un modèle central en signalisation cellulaire. Le traitement ici est descriptif et non prescriptif.

History

Rodbell et Gilman ont établi que les protéines G sont les transducteurs reliant les récepteurs aux effecteurs ; Lefkowitz et Kobilka ont ensuite défini la structure des récepteurs et le complexe récepteur activé–protéine G, complétant ainsi le tableau moléculaire de cette voie.

Key figures

• Alfred Gilman
• Martin Rodbell
• Robert Lefkowitz
• Brian Kobilka

Seminal works

• gilman1987
• alberts2014

Frequently asked questions

Que fait une protéine G ?

Une protéine G agit comme un interrupteur moléculaire qui est activé lorsqu'elle lie le GTP et désactivé lorsqu'elle l'hydrolyse en GDP, transmettant le signal du récepteur aux enzymes effectrices tant qu'elle est active.

Quels seconds messagers ces récepteurs déclenchent-ils ?

Selon la voie de signalisation, ils augmentent généralement l'AMP cyclique via l'adénylate cyclase ou génèrent de l'inositol trisphosphate et du diacylglycérol via la phospholipase C, ce qui à son tour libère du calcium.