¿Qué es el GTP y GDP?

Biología de las Gdp

Las proteínas G, también conocidas como proteínas de unión a nucleótidos de guanina, son una familia de proteínas que actúan como interruptores moleculares en el interior de las células, y están implicadas en la transmisión de señales de una variedad de estímulos fuera de una célula a su interior. Su actividad está regulada por factores que controlan su capacidad de unirse a la guanosina trifosfato (GTP) e hidrolizarla en guanosina difosfato (GDP). Cuando se unen al GTP, están “encendidas”, y cuando se unen al GDP, están “apagadas”. Las proteínas G pertenecen a un grupo más amplio de enzimas denominadas GTPasas.

Hay dos clases de proteínas G. La primera funciona como pequeñas GTPasas monoméricas (pequeñas proteínas G), mientras que la segunda funciona como complejos de proteínas G heterotriméricas. Esta última clase de complejos está formada por subunidades alfa (α), beta (β) y gamma (γ)[1] Además, las subunidades beta y gamma pueden formar un complejo dimérico estable denominado complejo beta-gamma

Las proteínas G heterotriméricas situadas en el interior de la célula son activadas por receptores acoplados a proteínas G (GPCR) que se extienden por la membrana celular[3] Las moléculas de señalización se unen a un dominio del GPCR situado fuera de la célula, y un dominio intracelular del GPCR activa a su vez una proteína G concreta. También se ha demostrado que algunos GPCR en estado activo están “preacoplados” a proteínas G.[4] La proteína G activa una cascada de eventos de señalización adicionales que finalmente dan lugar a un cambio en la función celular. Las proteínas G regulan las enzimas metabólicas, los canales iónicos, las proteínas transportadoras y otras partes de la maquinaria celular, controlando la transcripción, la motilidad, la contractilidad y la secreción, que a su vez regulan diversas funciones sistémicas como el desarrollo embrionario, el aprendizaje y la memoria, y la homeostasis[6].

Proteínas de unión a Gtp

serie de libros (HEP, volumen 108 / 1)ResumenExiste una superfamilia de pequeñas proteínas de unión a GTP en la que se incluyen más de cuarenta miembros (Bourne et al. 1991; Hall 1990; Takai et al. 1992). Presentan actividades de unión a GDP/GTP y GTPasas y tienen dos formas interconvertibles: La forma inactiva unida a GDP y la forma activa unida a GTP (Fig. 1). La forma unida a GDP se convierte en la forma unida a GTP mediante la reacción de intercambio GDP/GTP, que está regulada por las proteínas de intercambio GDP/GTP (GEPs). La reacción de intercambio GDP/GTP se inicia con la disociación del GDP de la forma unida al GDP de la pequeña GTPasa, seguida de la asociación del GTP a la forma libre de nucleótidos de guanina. La forma unida a GTP se convierte en la forma unida a GDP por la reacción de la GTPasa que es estimulada por la proteína activadora de la GTPasa (GAP) (McCormick 1990). En nuestro laboratorio, hemos aislado dos tipos de GEP: un tipo estimulante llamado estimulador de disociación de nucleótidos de guanina (GDS) y un tipo inhibidor llamado inhibidor de disociación de nucleótidos de guanina (GDI) (Takai et al. 1992). Hemos purificado el smg GDS, el rho GDI y el smg p251 GDI hasta la homogeneidad a partir de tejidos de mamíferos, hemos clonado sus cDNAs y hemos determinado sus estructuras primarias, pero sólo hemos purificado parcialmente el rho GDS. En este artículo de revisión, describiremos estas GEPs.Palabras claveEnfermedad Granulomatosa Crónica Pequeñas GTPasas Proteína de Intercambio de Contracción del Músculo Liso Proteína de Activación de GTPasas

Proteína g monomérica

Resumen Las GTPasas actúan como reguladores clave de muchos procesos celulares cambiando entre estados activos (unidos a GTP) e inactivos (unidos a GDP). En muchos casos, la comprensión de su modo de acción se ha visto favorecida por la estabilización artificial de uno de estos estados, ya sea mediante el diseño de proteínas mutantes o la complejación con análogos de GTP no hidrolizables. Debido a las desventajas inherentes a estos enfoques, hemos desarrollado derivados de GTP y GDP portadores de acrilo que pueden unirse covalentemente con cisteínas estratégicamente situadas dentro de la GTPasa de interés. Los estudios de unión con proteínas que interactúan con la GTPasa y los análisis de cristalografía de rayos X demuestran que las propiedades moleculares de los aductos covalentes GTPasa-acrilo-nucleótido son un fiel reflejo de las de los correspondientes estados nativos y, ventajosamente, están permanentemente bloqueados en un estado nucleotídico definido (es decir, activo o inactivo). En una primera aplicación, los experimentos in vivo con variantes de Rab5 bloqueadas covalentemente proporcionan nuevos conocimientos sobre el mecanismo de localización intracelular correcta de las proteínas Rab.

La proteína Ras

Las GTPasas son una gran familia de enzimas hidrolasas que se unen al nucleótido guanosina trifosfato (GTP) y lo hidrolizan a guanosina difosfato (GDP)[1] La unión e hidrólisis del GTP tiene lugar en el altamente conservado “dominio G” del bucle P, un dominio proteico común a muchas GTPasas[1].

Las GTPasas son activas cuando se unen a GTP e inactivas cuando se unen a GDP[2][3] En el modelo generalizado de señalización receptor-transductor-efector de Martin Rodbell, las GTPasas señalizadoras actúan como transductores para regular la actividad de las proteínas efectoras[3] Este cambio inactivo-activo se debe a cambios conformacionales en la proteína que distinguen estas dos formas, en particular de las regiones “interruptoras” que en el estado activo son capaces de hacer contactos proteína-proteína con proteínas asociadas que alteran la función de estos efectores[1].

La hidrólisis del GTP unido a un dominio G-GTPasa (activo) conduce a la desactivación de la función de señalización/temporizador de la enzima[2][3] La hidrólisis del tercer (γ) fosfato del GTP para crear guanosina difosfato (GDP) y Pi, fosfato inorgánico, se produce por el mecanismo SN2 (véase sustitución nucleofílica) a través de un estado de transición pentavalente y depende de la presencia de un ion magnesio Mg2+[2][3].