Prote nas g y transducci n de la se al
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PROTEÍNAS G Y TRANSDUCCIÓN DE LA SEÑAL PowerPoint PPT Presentation


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PROTEÍNAS G Y TRANSDUCCIÓN DE LA SEÑAL. D. Arias, A. Nadal, L. Selva, A. Sesé y A. Vidal. TRANSDUCINA. Introducción. Proteínas G monoméricas. Proteínas G heterotriméricas. Superfamília Ras. Ras Rho/Rac Rab Arf Ran. Introducción. CICLO DE UNA PROTEÍNA G HETEROTRIMÉRICA. INACTIVO.

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PROTEÍNAS G Y TRANSDUCCIÓN DE LA SEÑAL

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Prote nas g y transducci n de la se al

PROTEÍNAS G Y TRANSDUCCIÓN DE LA SEÑAL

D. Arias, A. Nadal, L. Selva, A. Sesé y A. Vidal

TRANSDUCINA


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

Proteínas G monoméricas

Proteínas G heterotriméricas

Superfamília Ras

Ras

Rho/Rac

Rab

Arf

Ran


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

CICLO DE UNA PROTEÍNA G HETEROTRIMÉRICA

INACTIVO

ACTIVO

CASCADA SEÑALIZACIÓN

EFECTORES


Reguladores prote na g

Proteínas reguladoras del intercambio GTP-GDP

Reguladores proteína G

GEFs (Guanine-nucleotide-exchange factors)

Facilita el intercambio GDP  GTP

GDIs (Guanine-nucleotide-dissociation inhibitors)

Inhibe el intercambio GDP  GTP

GAPs (GTPasa-activating proteins)

Facilita la hidrólisis GTP  GDP


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

Estructura general

SUBUNIDAD Gγ

SUBUNIDAD Gα

SUBUNIDAD Gβ

1GP2.pdb 2.3Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

α4

α3

β6

β5

αG

β4

αD

α5

β1

α2

β3

αB

αA

α1

β2

αF

αE

αC

  • α/β

  • 5 hélice-α (1-5) que rodean a una hoja β de 6 cadenas (1-6)

Plegamiento subunidad Gα

Dominio GTPasa

Dominio helicoidal

  • Todo α

  • Hélice-α central (αA) rodeada de 5 hélices-α antiparalelas

Linker II

Linker I


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

Gα - Switch

Switch III

Switch II

Switch I

1GP2.pdb 2.3Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

Switch 1

Switch 2

Switch 3

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

Introducción

CLUSTALW de las subunidades Gα

1

2

3

4

5

6

7

(1) 1AZS 2.3A (Gs, Bos); (2) 1CTJ 1.1A (Gs, Bos); (3) 1GG2 2.4A (Rattus, Gi); (4) 1AGR 2.8A (Rattus, Gi); (5) 1GIT 2.6A (Rattus,Gi); (6) 1TAD 1.7A (Bos, Gt); (7) 1TAG 1.8A (Bos, Gt);


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

Plegamiento subunidad Gβ

S6

S7

S5

S1

N-terminal

C-terminal

β1

β2

β3

S4

β4

S2

S3

Dominios WD-40

1GP2.pdb 2.3Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

Introducción

CLUSTALW de subunidades Gβ

WD1

WD2

WD2

WD4

WD5

WD5

WD6

WD7

(1) Bos SBTAP00000000259; (2) Canis ENSCAFP00000016683; (3) Gallus ENSGALP00000002038; (4) Homo ENSGALP00000002038; (4) Saccharomyces YOR212W; (5) Mus ENSMUSP00000024206


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

Plegamiento subunidad Gγ

N-terminal de Gγ

N-terminal de Gβ

Cadena polipeptídica

1GP2.pdb 2.3Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

CLUSTALW de subunidades Gγ


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

PROTEÍNA:Transducina

PROTEÍNA G HETEROTRIMÉRICA - Clasificación

CLASE:Proteínas alfa y beta (a/b)

PLEGAMIENTO:P-loop que contiene hidrolasa de nucleótidos trifosfato

SUPERFAMÍLIA:P-loop que contiene hidrolasa de nucleótidos trifosfato

FAMÍLIA:Proteínas G

Gαs

Gαq/11

Gαi

Gα12/13

1GP2.pdb 2.3Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Introducción

TRANSDUCINA

Transducina

Rodopsina

Fosfodiesterasa 6

Ciclo de la transducina

Ciclo de la rodopsina

Ciclo de laPDE


Prote nas g y transducci n de la se al

Transducina

Subunidad α

Subunidad γ

Subunidad α

Subunidad γ

Subunidad β

Subunidad β

Switch I / II / III (α)

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

N-terminal Gα - Gβ

Switch I/II - Gβ

Interacción subunidad α – subunidad βγ

PUNTOS DE CONTACTO

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

Switch I/II - Gβ

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

Switch I/II - Gβ


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

PHE195

ILE180

TRP99

PHE211

TRP207

LEU117

MET101

CYS210

TYR59

HIS209

Switch I/II - Gβ

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Thr 178 OG1

Asn 119 ND2

Ile 180 NH

Leu 117 O

Ile 180

Leu 117

Glu 182 OE1

Trp 99 NE1

Arg 193 NH2

Ser 98 OG

Phe 195

Trp 99

Gly 199 O

Asn 119 OD1

Gln 200 NE2

Tyr 145 NH

Gln 200OE1

TThr 143 O

Arg 201 NH

Asp 186 OD1

Glu 203 N

Asp 228 OD1

Lys 206 NZ

Trp 207

Met 101

Enlace H

Interacción iónica

Contactos vdW

His 209

Trp 332

Cys 210

Tyr 59

Phe 211

Lys 57 NZ

Glu 212 OE1


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

N-terminal Gα - Gβ

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

N-terminal Gα - Gβ


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad βγ

ALA23

LEU55

ASP22

LYS78

LEU19

GLU16

ILE80

SER12

LYS89

N-terminal Gα - Gβ

Leu 55

Ala 23

Lys 78 NZ

Asp 22 OD1

Lys 78

Leu 19

Ile 80

Leu 15

Lys 89

Glu 16 OE2

Lys 89 NZ

Ser 12 OG

Lys 89 NH

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – subunidad γ

  • -Estado activo: forma abierta. El dominio helicoidal hace una rotación lejos del sitio de unión del nucleótido. El loop α-b y α-c y la hélice α-A están abiertos.

  • Estado inactivo: forma cerrada. El dominio helicoidal hace una rotación hacia el sitio de unión del nucleótido. El loop α-b y α-c y la hélice α-A están más cerca.


Prote nas g y transducci n de la se al

α4

α3

β6

β5

αG

β4

αD

α5

β1

α2

β3

αB

αA

α1

β2

αF

αE

αC

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Subunidad α

Dominio

GTPasa

Dominio

helicoidal

PDB: 1TAG 1.80Å


Prote nas g y transducci n de la se al

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

Switch 1

Switch 2

Switch 3

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

Subunidad alfa

ALINEAMIENTO BASADO EN SECUENCIA (Clustalw)

1

2

3

4

5

6

7

(1) 1AZS 2.3A (Gs, Bos); (2) 1CTJ 1.1A (Gs, Bos); (3) 1GG2 2.4A (Rattus, Gi); (4) 1AGR 2.8A (Rattus, Gi); (5) 1GIT 2.6A (Rattus,Gi); (6) 1TAD 1.7A (Bos, Gt); (7) 1TAG 1.8A (Bos, Gt);


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch 1

Switch 2

Switch 3

ALINEAMIENTO BASADO EN ESTRUCTURA

RMS 1.22

(1) 1AZS 2.3A (Gs, Bos);

(2) 1CTJ 1.1A (Gs, Bos);

(3) 1GG2 2.4A (Rattus, Gi);

(4) 1AGR 2.8A (Rattus, Gi);

(5) 1GIT 2.6A (Rattus,Gi);

(6) 1TAD 1.7A (Bos, Gt);

(7) 1TAG 1.8A (Bos, Gt);

SUBUNIDADES ALFA


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad alfa

  • 1AZS 2.3A (Gs, Bos);

  • (2) 1CTJ 1.1A (Gs, Bos);

  • (3) 1GG2 2.4A (Rattus, Gi);

  • (4) 1AGR 2.8A (Rattus, Gi);

  • (5) 1GIT 2.6A (Rattus,Gi);

  • (6) 1TAD 1.7A (Bos, Gt);

  • (7) 1TAG 1.8A (Bos, Gt);

Superposición de subunidades alfa de diferentes tipos de transducina


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch 1

Switch 2

Switch 3

SECUENCIAS CONSENSO

GXXXXGK(S/T)  GAGESGKS

Dominio de unión del Pβ

DxXGG  DVGG

Dominio de unión del Pγ

Cambio conformacional GDP/GTP

NXXD  NKKD

Especifidad por la guanina

(C/S)A[X]X CAT

SUBUNIDADES ALFA


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Dominios de unión Gα

Loop α1 – β1:

Dominio de unión Pβ

Motivo: GAGESGKS

Linker 2  Switch II:

Loop efector

Linker β3 – α2 Switch II

Dominio de unión del Pγ

Motivo: DVGG

Loop β5 – α4:

Dominio de unión de la guanina

Motivo: NKKD


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

α -GDP

α - GTP

PDB: 1TAG 1.80Å

PDB: 1TND 2.20Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

α -GDP

α - GTP

  • Switch I, II, III

  • Loop αD - βE

  • Hélice αA - loop αB- αC

  • Hélice α1 – hairpin β2- β3 – hélice α5


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Switch I

Switch II

Switch III

Loop αB - αC con hélice αA

STAMP:

Gα – GDP Gα – GTP

Score 8.95 RMS 0.88

Hélice α1, hairpin β2-β3, hélice α5


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Orientación del interdominio

GDP  GTP

Rotación dominio helicoidal:

- 32º sentido contrahorario

- Desplazamiento de 2nm

Alejamiento del sitio de unión del fosfato en el lugar de unión del nucleótido

PDB: 1TAG 1.80Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Switch I

Switch II

Switch III

Loop αB - αC con hélice αA

Orientación del interdominio

STAMP:

Gα – GDP Gα – GTP

Score 8.95 RMS 0.88

Hélice α1, hairpin β2-β3, hélice α5


Prote nas g y transducci n de la se al

α1

β2

α5

α5

β3

α1

hairpin β2-β3

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Front to back communication

Interacción dinámica:

Switch II  hélice α5

Via hélice α1 y hairpin β2 - β3

PDB: 1TAG 1.80Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Switch I

Switch II

Switch III

Loop αB - αC con hélice αA

STAMP:

Gα – GDP Gα – GTP

Score 8.95 RMS 0.88

Hélice α1, hairpin β2-β3, hélice α5


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch III

Switch II

Switch I

Interacción subunidad α– GDP/GTP

Regiones switch

Regiones switch


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch III

Switch II

Switch I

Interacción subunidad α– GDP/GTP

Regiones switch


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch III

Switch III

ARG 201

GLU 241

GLU 232

GLU 241

GLU 232

ARG 204

ARG 201

GLY 199

GLY 199

ARG 204

Switch II

Switch II

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Regiones switch

Gα-GDP

Gα-GTP

PDB: 1TAG 1.80Å

PDB: 1TND 2.20Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch III

ARG 201

GLU 232

GLU 241

ARG 204

GLY 199

Switch II

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Gα-GTP

  • Puentes de Hidrógeno

  • ARG 201 – GLU 241

  • ARG 204 – GLU 241

  • Puentes de Hidrógeno (molécula de H20)

  • ARG 204 – GLU 232

  • GLY 199 – GLU 232


Prote nas g y transducci n de la se al

Switch III

Switch II

Switch I

Interacción subunidad α– GDP/GTP

Regiones switch


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Regiones switch

Gα-GDP

Gα-GTP

GLY 198

GLY 199

THR 177

GLY 199

GLY 198

ARG 204

THR 177

GLY 179

Switch II

ARG 204

GLY 179

ILE 180

ILE 180

Switch I

Switch I

Switch II


Prote nas g y transducci n de la se al

GTP

P

Switch II

Mg 2+

GLY 199

THR 177

Switch I

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Gα-GTP: interacción con Pγ y Mg+2

  • Puentes de H con el Pγ

  • G-GTP:

  • 2 THR 177 (-OH Y –N)

  • 1 GLY 199 (-NH)


Prote nas g y transducci n de la se al

GDP

GTP

GTP

GLY 199

P

Switch II

Mg 2+

THR 177

GLY 199

THR 177

GLY 199

THR 177

Switch I

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Gα-GTP: interacción con Pγ y Mg+2

  • Puentes con el Mg+2

  • G-GDP:

  • P

  • SER 43

  • 4 H20

  • G-GTP:

  • P

  • SER 43

  • THR 177

  • 2 H20


Prote nas g y transducci n de la se al

Gα-GDP

Gα-GTP

GDP

ARG 174

GTP

GLN 200

GLN 200

THR 177

ARG 174

P

THR 177

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Actividad GTPasa de la subunidad Gα


Prote nas g y transducci n de la se al

GTP

GTP

GLN 200

ARG 174

P

THR 177

ARG 174

GLN 200

THR 177

Interacción subunidad α – GDP/GTP

Actividad GTPasa de la subunidad Gα


Prote nas g y transducci n de la se al

Transducina

Rodopsina

Fosfodiesterasa 6

Ciclo de la transducina

Ciclo de la rodopsina

Ciclo de laPDE

Interacción con el receptor


Prote nas g y transducci n de la se al

Rodopsina

Segmento externo

Interacción con el receptor

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G (GPCR): RODOPSINA

LIGANDO

FOTONES


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

CLASIFICACIÓN según el SCOP

CLASE:Péptidos y proteínas de membrana y superfiie celular

PLEGAMIENTO:Familia A de receptores acoplados a proteína G

SUPERFAMÍLIA:Receptores de la familia A de receptores acoplados a proteína G.

FAMÍLIA: Rodopsina ( ~ 90%)

PROTEÍNA:Rodopsina.

¿Monómero, dímero o oligómero?


Prote nas g y transducci n de la se al

170º

Interacción con el receptor

ESTRUCTURA

Dímeros

1HZX 2.8A


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

ESTRUCTURA

Dímeros

2i36 4.7Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

ESTRUCTURA

Oligómeros

1N3M. Modelo teórico


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

MONÓMERO de RODOPSINA

N - terminal

REGION EXTRACELULAR

H1

H4

H3

H2

H5

H6

H7

C - terminal

REGION INTRACELULAR

1F88 2.8A


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

MECANISMO BÁSICO

FOTONES

1HZX 2.8A

1GOT 2.0A

TRANSDUCINA


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

¿Cómo se activa el receptor con la luz?

RETINAL


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

¿Cómo se activa el receptor con la luz?

FOTONES


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

¿Cómo cambia de conformación?

TM6

TM6

TM3

TM3

Rho INACTIVO

Rho* ACTIVO


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

Formación de una cavidad

TM3: Glu 134; Glu 135

TM2: Leu 72; Leu 76

TM7: Hélice 8

1F88 2.8A


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

Subunidad α de la TRANSDUCINA

1AQG NMR

Región N-terminal

340 – 350 C-terminal

Monómero inactivo de rodopsina

Monómero ACTIVO de rodopsina

1TAG 1.8A


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

1TAG 1.8A

1F88 2.8A

Rodopsina

CAVIDAD

Subunidad α de la TRANSDUCINA

340 – 350 C-terminal


Prote nas g y transducci n de la se al

Interacción con el receptor

Rodopsina

Rodopsina *

Subunidad α de la TRANSDUCINA


Prote nas g y transducci n de la se al

Leu 334, Leu 339

Cys 347

Interacción con el receptor

Lys 341, Lys 345, Asp 346, Phe 350

1AQG NMR 20 estructuras

1F88 2.8A


Interacci n con el efector

Transducina

Rodopsina

Fosfodiesterasa 6

Ciclo de la transducina

Ciclo de la rodopsina

Ciclo de laPDE

Interacción con el efector

Esquema principio


Ciclo de la pde 6

Ciclo de la PDE-6


Complejo gt pde rgs9

Complejo Gtα-PDE-γ-RGS9

PDE-γ

Gtα-GDP-AlF4

RGS9

1FQJ 2.2Å


Fosfodiesterasa

N-terminal

α1

α3

α2

PDE-γ (46-87)

Fosfodiesterasa

C-terminal

C-terminal

1FQJ 2.2Å


Rgs 9

C-terminal

N-terminal

Dominio RGS de RGS9 (276-422)

RGS-9

1FQJ 2.2Å


Prote nas g y transducci n de la se al

C-terminal

C-terminal

α9

α1

N-terminal

α7

N-terminal

α3

α8

α2

α4

α6

α7

α4

α5

α5

α6

RGS9

1FQJ 2.2Å


Interacci n

Interacción

1- Unión de Gα-GTP/PDEγ

2- Aceleración de hidrólisis GTP a GDP

¿Cómo interaccionan las tres moléculas?

3- Inactivación de Gα y PDEγ


Interacci n1

Leu 76

Trp 254

Leu 76

Trp 254

1- Unión de Gα-GTP/PDEγ

Interacción

Residuos C-terminal PDEγ:

Phe 73, Leu 78, Leu 81, Ile 87

Residuos SwitchII/α3 Gα:

Ile 208, Hys 209, Lys 212, Asn 252, Trp 254

1FQJ 2.2Å


Interacci n2

Trp 70

Ser 248

Trp 70

Ser 248

1- Unión de Gα-GTP/PDEγ

Interacción

Trp 70

Residuos SwitchII/α3 Gα :

Arg 204, Trp 207, Ile 208, Phe 211, Leu 245, Phe 249, Trp 254

1FQJ 2.2Å


Interacci n3

PDE-γ

Switch II

α3

1- Unión de Gα-GTP/PDEγ

Interacción

1FQJ 2.2Å


Fosfodiesterasa1

1- Unión de Gα-GTP/PDEγ

Fosfodiesterasa

1FQJ 2.2Å


Interacci n4

Van der Waals

Trp 362

Val 66

Arg 360

Puente de

Hidrógeno

Asp 52

Interacción

PDEγ potencia actividad de RGS9

-Varias teorías sobre como lo hace

Especificidad de Gα por RGS9

- Unión RGS9/PDEγ

2-Aceleración de la hidrólisis de GTP a GDP

1FQJ 2.2Å


Interacci n5

2-Aceleración de la hidrólisis de GTP a GDP

Interacción

Switch II

Interacción Gα-RGS9

Switch I

Loops RGS9

1FQJ 2.2Å


Interacci n6

3-Inactivación de Gα y PDEγ

Interacción

Cambio de conformación  Switch II y α3 se alejan

Hidrólisis de GTP

Hidrólisis de GTP

UNIÓN:

Gα –Gβ

PDEγ - PDE-αβ

Gβγ

1GOT.pdb 2.0Ă


Prote nas g y transducci n de la se al

Complejo Gtβδ y su regulador, Fosducina

Lugar de unión FARNESIL

1b9x. 3Ǻ

1a0r. 2,8Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Alineamiento

Canis familiaris

ENSCAFP00000020267

Bos taurus

ENSBTAP00000005468

Ciona intestinalis

ENSCINP00000013037 Drosophila melanogaster

CG7650-PA

Homo sapiens

ENSP00000259467

Xenopus tropicalis

ENSXETP00000035655


Prote nas g y transducci n de la se al

Implicaciones funcionales

Complejo Gtβү-fosducina subunidad βү R (Relajado) y T (tenso).

En R el farnesil está expuesto al exterior y acopla el complejo la membrana, pero en T se introduce dentro de una cavidad, lo que favorece que βү esté en el citoplasma.

El estado T bloquea la cascada de señalización y al mismo tiempo alarga el tiempo de interacción de α con sus efectores.

Estado T  cavidad en GtβүPotencial diana para el diseño de fármacos.


Prote nas g y transducci n de la se al

PDB

1aor:

Estado inicial;Fosducina-desP,complejo todavía anclado a la membrana. 2trc: 

Estado intermedio

1b9y/1b9x:

Estado quasi-final; Complejo casi desatado de la membrana.


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominios

Dominio C-terminal (111-226)

Hélice 2

Hélice 4

Hélice 1

Hélice 6

Hélice 5

Hélice 3

Hélice 7

Dominio N-terminal (1-110)

1a0r 2,8Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio N-Terminal

Región flexible (35-65)

Hélice 3

Hélice 2

Hélice 1

Ser 73:

Fosforilada: inactiva

Desfosforilada: activa

2tcr 2,4Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio N-Terminal

Ser 73

Gly 144

2tcr 2,4Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio N-terminal

Trp 99

Van der Waals

(estabilidad dominio)

Leu 117

Trp 29

Met 188

Asp 186

Cys 204

Lys 23

Arg 70

Ser 69

1 a0r.2,8Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio N-Terminal

FOSDUCINA

SUBUNIDAD α

1 a0r.2,8Å Xray

1got 2Å Xray


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio N-Terminal

Disociación fosducina-βΥ

Arg 30

Ser 73-P

Lys 23

Lys 21


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio C-Terminal

Homología estructural, No de secuencia

1a0r.2,8Å


Prote nas g y transducci n de la se al

Dominio C-Terminal

Láminas 7 y 1 del β propeller

Interacción que provoca el cambio de conformación

Residuos 196-200 lámina 5

Residuos 223-230 Loop hélice 7

1b9y. 3Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

6

7

1

Lugar de unión al farnesil

ESTADO R

ESTADO T

1got,2Ǻ

1B9X,3Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

Lámina 6

Lámina 6

Lámina 7

Lámina 1

Lys 337

Phe 335

Gγ C-terminal

2tcr. 2,4Ǻ

Lámina 7


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

Puentes de hidrógeno

Arg 314

Asp 333

Trp 339

Phe 335

Thr 329

2tcr. 2,4Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

Complejo Gβγ libre: estado R

Asp 333

His 311

Thr 329

1got,2Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

Complejo Gβγ -fosducina: estado T

estado R

estado T

12 Å

His 311

1got,2Ǻ

1b9y. 3Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Cambio conformación

Estabilización de T

Interacción

Trp332

Asn313

Glu 196

His 311

Arg 314

Asp333

1b9y. 3Ǻ


Prote nas g y transducci n de la se al

Alineamiento


Prote nas g y transducci n de la se al

Superposición


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad ALFA

ALINEAMIENTO BASADO EN ESTRUCTURA

4q21: Homo sapiens (2,0Å; rayosX)

1hur: Homo sapiens (2,0Å rayosX)

1gua: Homo sapiens (2,0Å rayosX)

1tag: Bos Taurus(1,8Å; rayosX)

1gdd: Rattus Norvergicus (2,2Å rayosX)

1etu: E. Coli (2,9Å rayosX)

1eft: Thermus aquaticus(2,5Å rayosX)

RMS no válido

Familia transducina

Gtα

Giα

Resto de familias

Ras-p21

ARF-1

Rap1A

EF-Tu

EF-G


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Motivos conservados

Subunidad ALFA

GxxxxGK (S/T)

DxxG

NxxD

Ras-p21  4q21

ARF-1 1hur

Rap1  1gua

EF-Tu 1eft

EF-Tu  1etu

(C/S)A[X]x


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad ALFA

GxxxxGK (S/T)


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad ALFA

DxxG


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad ALFA

NxxD


Prote nas g y transducci n de la se al

Subunidad ALFA

(C/S)A[X]x


Prote nas g y transducci n de la se al

Motivos conservados

Subunidad ALFA

GxxxxGK (S/T)

TRANSDUCINAS

DxxG

Gt α 1tag

Giα1  1gdd

NxxD

(C/S)A[X]x


Conclusiones

Conclusiones

Conclusiones

El cambio de GDP a GTP, es un paso crucial en la activación de la proteína G

Las proteínas G tienen un papel fundamental en procesos de señalización celular, entre ellos la fototransducción.

La estructura de las proteínas G está muy conservada entre los distintos tipos, así como entre especies.


Prote nas g y transducci n de la se al

PREGUNTES PEM

Treball de les proteïnes G


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  • 1. Señala la respuesta falsa:

  • Les proteïnes G heterotriméricas están formadas por tres subunidades: alfa, beta y gamma.

  • La subunidad alfa está subdividida en dos dominios: el dominio GTPasa y el dominio catalítico.

  • Los dos dominios se unen por dos loops, el linker I (entre alfa-A y alfa-1) y el linker II (entre alfa-F y beta-2).

  • La subunidad G-beta tiene una estructura de beta-propeller que contiene siete repeticiones WD-40. Estas repeticiones se llaman dominios WD, porque la mayoría terminan en un triptófano (W) y un aspartato (D) y son subunidades de 40Kda.

  • El dominio GTPasa de G-alfa, es un dominio alfa/beta, formado por 5 hélices alfa (1-5) que rodean a una hoja beta de 6 cadenas (beta1-6) antiparalelas.


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  • 2. Las regiones más importantes de la subunidad G-alfa dónde se produce la interacción con la subunidad G-beta se encuentran entre:

  • SwitchI/II de G-alfa.

  • Hèlix N-terminal de G-alfa.

  • Las dos anteriores.

  • Loop αB-αC de G-alfa.

  • Todas las anteriores.

  • 3. Indica qué moléculas interaccionan con la subunidad alpha de las proteínas G heterotriméricas:

  • a) GDP/GTP

  • b) Fosfodiesterasa

  • c) Fosducina

  • d) a y b son correctas

  • e) a y c son correctas


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  • 4. Indica cuál de las siguientes estructuras de la subunidad alpha de las proteínas G heterotriméricas sufre una modificación conformacional durante el cambio de GDP a GTP.

  • switch I / II / III.

  • hélice α1 - hairpin β2-β 3 (subunidad GTPasa).

  • las dos anteriores son correctas.

  • hélice αD (subunidad helicoidal).

  • todas las anteriores

  • 5. Indica cuáles de las siguientes afirmaciones son CORRECTAS:

  • La rodopsina es un tipo de GPCR.

  • La rodopsina tiene un dominio transmembrabna formado por 7 hélices.

  • Las dos anteriores son ciertas.

  • Actualmente se tiene un gran conocimiento sobre la estructura de los receptores acoplados a proteínas G gracias a las numerosas cristalizaciones por Rayos X realizadas.

  • Todas son ciertas


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  • 6. La rodopsina:

  • Interacciona con la proteína G a través del dominio que contiene la región N-terminal.

  • El cambio de conformación del retinal no influye en la activación del receptor.

  • La rotación de la hélice transmembrana 6 es clave en la apertura de una cavidad a través de la cuál interaccionará la proteína G.

  • La región clave de la proteína G en la interacción se encuentra en la subunidad β.

  • Todas las afirmaciones son veradaderas

  • 7. Indica qué afirmaciones son correctas:

  • La rodopsina tiene un plegamiento tipo familia A de GPCR.

  • La luz es capaz de inducir un cambio de conformación en el retinal, de cis a trans.

  • Las dos anteriores son correctas.

  • Todos los GPCR se encuentran siempre formando dímeros en la membrana.

  • Todas las anteriores son correctas


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  • 8. La subunidad alfa de la transducina, interacciona con la subunidad inhibitoria de la fosfodiesterasa-6 (PDE-γ), “principalmente” mediante residuos de:

  • La región N-terminal de la PDE-γ y de la grieta del Switch II /α3 de la transducina.

  • La región N-terminal de la PDE-γ y de las regiones del Switch II y el switch I de la transducina.

  • La región C-terminal de la PDE-γ y de la grieta del Switch II /α3 de la transducina.

  • La región C-terminal de la PDE-γ y de las regiones del Switch II y del switch I de la transducina.

  • La región N-terminal de la PDE-γ y de la grieta Switch I / α3 de la transducina.


Prote nas g y transducci n de la se al

  • 9. Con respecto a RGS9, proteína que interacciona con la subunidad alfa de la proteína G (Gα):

  • Su dominio RGS tiene dos subdominios, de los cuales uno contiene las regiones terminales y 5 hélices, y el otro subdominio contiene 4 hélices antiparalelas.

  • La especificidad de Gα por RGS9 viene dada por la interacción de residuos del loop α5/α6 de PDEγ (subunidad inhibitoria de la fosfodiesterasa) con el dominio RGS de RGS9.

  • Las dos anteriores son correctas.

  • Es una proteína que se encarga de estabilizar la unión entre Gα y PDEγ, para conseguir una mayor duración de la cascada de fototransducción.

  • Todas las anteriores son correctas.


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  • 10. La activación de las proteínas G se basa en la relación asociación/disociación de ciertos reguladores. Indica qué afirmación/es son correctas:

  • la fosducina fosforilada, es decir activa, no provoca un cambio de conformación en el complejo β-γ.

  • la fosducina desfosforilada, es decir activa, provoca un cambio de conformación en el complejo β-γ

  • la fosducina desfosforilada, es decir inactiva, no provoca un cambio de conformación en el complejo β-γ.

  • la fosducina fosforilada, es decir inactiva, provoca un cambio de conformación en el complejo β-γ.

  • ninguna de las anteriores es correcta


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