Protéine G
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2008-04-18T10:46:23Z
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Les '''protéines G''' (leur nom est une abréviation de l'[[anglais]] '''guanine nucleotide binding proteins''') sont des [[molécule]]s de nature [[protéine|protéique]] qui permettent le transfert d'informations à l'intérieur de la [[cellule (biologie)|cellule]]. On parle de [[transduction de signaux]].
<br>Ces protéines sont appelées ainsi car elles utilisent l'échange de [[guanosine diphosphate|GDP]] en [[guanosine triphosphate|GTP]] comme un « interrupteur moléculaire » pour déclencher ou inhiber des réactions [[biochimie|biochimiques]] dans la [[cellule (biologie)|cellule]].
<br>[[Alfred G. Gilman]] et [[Martin Rodbell]] ont obtenu le [[prix Nobel de physiologie ou médecine]] en [[1994]] pour leur découverte et leurs travaux sur les protéines G.
[[Image:G-Protein.png|thumb|Structure 3D d'une protéine G hétérotrimérique]]
À la suite d'une activation d'un récepteur situé sur la surface de la cellule, la protéine G qui est liée à ce récepteur va pouvoir avoir un effet inhibiteur ou excitateur à l'intérieur de la cellule via une cascade de signalisation.
Ainsi un récepteur transmembranaire sur lequel vient se fixer une [[hormone]] telle que l'[[adrénaline]] va déclencher l'activation de la protéine G associée au récepteur.
La protéine G va alors avoir comme rôle dans le cas de l'adrénaline d'activer un complexe protéique (lui aussi fixé sur la membrane cellulaire) qui enclenchera une cascade de réactions. Ainsi il y a synthèse d'un ''[[second messager]]'' hormonal tel que l'[[AMP cyclique|AMPc]] (adénosine monophosphate cyclique) qui va exciter d'autres récepteurs à l'intérieur de la cellule.
==Propriétés générales==
Les protéines G appartiennent au vaste groupe des [[GTPase]]s. La "protéine G" désigne généralement les protéines hétérotrimétriques G liées à la membrane, elle est parfois désignée comme la ''"grande" protéine G''. Ces protéines sont activées par les [[récepteur couplé aux protéines G|récepteurs couplés aux protéines G]] et sont constituées de sous-unités alpha (α), beta (β) et gamma (γ). Il y a aussi des ''"petites" protéines G'' ou [[petite GTPase|petites GTPases]] comme les [[ras (protéine)|RAS]] qui sont des monomères non liés à la membrane, mais qui lient aussi la GTP et la GDP et sont impliquées dans la [[transduction de signaux]].
Les protéines G sont peut-être les molécules de [[transduction de signaux]] les plus importantes dans les cellules. En fait, des maladies comme le [[Diabète sucré|diabète]], l'[[alcoolisme]], et certaines formes de [[cancer]] de l'[[hypophyse]], parmi beaucoup d'autres, sont soupçonnées d'avoir certaines origines dans des dysfonctionnements des protéines G. Une compréhension fondamentale de leur fonction, chaînes de réaction de signalisation et leur interaction avec d'autres protéines pourrait conduire à d'éventuels traitements et possiblement diverses approches préventives.
==Protéines G couplées à un récepteur==
Les protéines G couplées à un récepteur sont liées à la surface interne de la [[membrane cellulaire]]. Elles sont constituées des sous-unités G<sub>α</sub> et G<sub>βγ</sub> qui sont étroitement liées entre elles. Quand un [[ligand (biologie)|ligand]] active le [[récepteur couplé aux protéines G]], la protéine G se lie au récepteur, libère sa liaison [[Guanosine diphosphate|GDP]] de la sous unité G<sub>α</sub>, et lie une molécule de [[Guanosine triphosphate|GTP]] à la place. Cet échange déclenche la dissociation de la sous-unité G<sub>α</sub>, du [[dimère]] G<sub>βγ</sub>, et du récepteur. G<sub>α</sub>-GTP et G<sub>βγ</sub>, peuvent chacun déclencher des différentes 'signalisations en cascade' (ou 'système [[second messager]]') et des protéines effectrices, tandis que le récepteur est de nouveau capable d'activer une nouvelle protéine G. Par son activité [[enzyme|enzymatique]] inhérente, la sous-unité G<sub>α</sub> va éventuellement [[Hydrolyse|hydrolyser]] la GTP en GDP, permettant de se ré-associer avec G<sub>βγ</sub> pour redémarrer un nouveau cycle.
Un exemple bien caractérisé d'une signalisation en cascade déclenchée par une protéine G est la chaîne de réaction de l'[[AMPc]]. L'enzyme [[adénylate cyclase]] est activé par le G<sub>αs</sub>-GTP et synthétise le [[messager secondaire]] [[adénosine monophosphate cyclique]] (AMPc) depuis l'[[adénosine triphosphate|ATP]]. Le [[messager secondaire]] alors interagit avec d'autres protéines en aval pour induire un changement de comportement cellulaire.
===Sous-unités alpha===
Les sous-unités G<sub>α</sub> possèdent deux domaines, le domaine GTPase, et le domaine [[hélice alpha]]. Il existe au moins 20 différentes sous unités alpha, qui peuvent se classer parmi les principales familles suivantes:
*G<sub>αs</sub> ou simplement [[Protéine Gs|G<sub>s</sub>]] (stimulateur) - active l'[[Adénylate cyclase]] afin d'augmenter la synthèse de l'[[AMPc]].
*G<sub>αi</sub> ou simplement [[Gi|G<sub>i</sub>]] (inhibiteur) - inhibe l'[[Adénylate cyclase]].
*G<sub>olf</sub> (olfacteur) - associé aux récepteurs olfactifs.
*G<sub>t</sub> ([[transducine]]) - [[transduction de signaux|transducte]] les signaux visuels dans la [[rétine]] en conjonction avec la [[rhodopsine]].
*[[Gq|G<sub>q</sub>]] - stimule la [[phospholipase]] C.
*La famille G<sub>12/13</sub> - importante pour réguler le [[cytosquelette]], les jonctions cellulaires, et les autres processus liés au mouvement.
===Complexe beta-gamma===
Les sous-unités β et γ sont solidement liées l'une à l'autre, on parle alors de ''complexe beta-gamma''. Le complexe G<sub>βγ</sub> est libéré de la sous-unité G<sub>α</sub> après un échange GDP-GTP. Le complexe G<sub>βγ</sub> libre peut agir comme une molécule signal elle-même, en activant d'autres [[messager secondaire|messagers secondaires]] ou en commandant directement des [[canal ionique|canaux ioniques]]. Par exemple, le complexe G<sub>βγ</sub>, quand il est lié à un récepteur [[histamine|histaminique]], peut activer la [[phospholipase]] A<sub>2</sub>. Les complexes G<sub>βγ</sub> liés à des [[récepteur muscarinique|récepteurs muscariniques]] - [[acetylcholine]], d'un autre côté, ouvrent directement les canaux [[Courant potassique rectifiant activé par les protéines G|GIRK]] (canaux à courant potassique rectifiant activé par les protéines G).
==Références==
* Kandel, Eric, James Schwartz, and Thomas Jessel. 2000. ''Principles of Neural Science.'' 4th ed. McGraw-Hill, New York.
*Lodish ''et al.'' 2000. ''Molecular Cell Biology'' 4th ed. W.H. Freeman and Company, New York.
* Voet, Donald and Judith G. Voet. 1995. ''Biochemistry'' 2nd ed. John Wilely & Sons, New York.
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[[en:G protein]]
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