6.8: Receptores acoplados a proteína G

Los receptores acoplados a proteína G son receptores de unión a ligando que afectan indirectamente los cambios en la célula. El receptor real es un único polipéptido que atraviesa la membrana celular siete veces, creando bucles intracelulares y extracelulares. Los bucles extracelulares crean un bolsillo específico de ligando que se une a neurotransmisores u hormonas. Los bucles intracelulares retienen la proteína G.

La proteína G o proteína de unión a nucleótidos de guanina es un gran complejo heterotrimérico. Sus tres subunidades están etiquetadas como alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Cuando el receptor está libre o en reposo, la subunidad α se une a una molécula de difosfato de guanosina o GDP, y las tres subunidades se unen al receptor.

Cuando un ligando se une al receptor, la subunidad α libera GDP y se une a una molécula de trifosfato de guanosina (GTP). Esta acción libera el complejo α-GTP y el complejo β-γ del receptor. El α-GTP puede moverse a lo largo de la membrana para activar vías de segundos mensajeros como el AMPc. Sin embargo, existen diferentes tipos de subunidades α y algunas son inhibidoras y desactivan el AMPc.

El complejo β-γ puede interactuar con los canales iónicos de potasio que liberan potasio (K+) al espacio extracelular, lo que produce una hiperpolarización de la membrana celular. Este tipo de canal iónico activado por ligando se denomina canal de potasio rectificador interno acoplado a proteína G o GIRK.

Los ligandos no se unen permanentemente al receptor. Cuando el ligando abandona el receptor, queda disponible para que las unidades de proteína G se reacoplen y se vuelvan a unir. Sin embargo, antes de esto, las enzimas cercanas deben hidrolizar el GTP unido a la subunidad α nuevamente en GDP. Una vez logrado esto, el complejo β-γ se vuelve a ensamblar con el complejo GDP-α y toda la proteína G se vuelve a unir a su dominio receptor.

Los receptores acoplados a proteína G comunes son: receptores muscarínicos de acetilcolina que se encuentran en los músculos esqueléticos, receptores adrenérgicos Beta-1 en el corazón y receptores de vasopresina en las células del músculo liso. En los sistemas sensoriales, como los receptores olfativos y algunos receptores del gusto, los ligandos de unión son moléculas ambientales. Por ejemplo, las moléculas de sacarosa se unen a receptores acoplados a proteína G, lo que da como resultado la percepción del sabor dulce.

Las alteraciones en los receptores acoplados a la proteína G pueden desempeñar un papel importante en los trastornos del estado de ánimo, como la depresión. La serotonina es un ligando del receptor 5HT1A, un receptor acoplado a proteína G. Se ha sugerido que, en la depresión, las interacciones entre el ligando y el receptor cambian; o el ligando no se une el tiempo suficiente o el receptor no responde completamente. Esto da como resultado una señalización serotoninérgica deficiente que se manifiesta como depresión.

- [Instructores] Los receptores de proteína G acoplados,

o GPCRs, son otro tipo de proteína de membrana integral.

Su parte extracelular que sobresale de la membrana

contiene un sitio de unión para varios compuestos.

La porción intracelular está acoplada a una proteína G

compuesta por tres subunidades diferentes,

alfa, beta y gamma.

Cuando un ligando se une,

el receptor cambia de forma

causando el difosfato de guanosina, o PIB,

forzado por la subunidad alfa a ser liberada

y sustituida por un trifosfato de guanosina,

o GTP, molécula.

Estos dos se disocian de las subunidades beta y gamma.

Ahora, ambos conjuntos de fragmentos son libres

de moverse alrededor del citoplasma

e interactuar con otras proteínas efectoras

que activan una serie de cascadas de señales intracelulares

que dirigen y amplifican la señal.

Para terminar el proceso,

la GTP se hidroliza en PIB

y las subunidades de proteína G se vuelven a ensamblar

en una forma activa

dejando el GPCR listo para una nueva señal.