Кіріспе

Ферменттер класы
ГТФазалар – нуклеотид гуанозин трифосфатына (ГТФ) байланысып, оны гуанозин дифосфатына (ГДФ) гидролиздеуге қабілетті гидролаза ферменттерінің кең отбасы. ГТФ байланысы мен гидролизі жоғары сақталған P циклінің "G доменінде" жүзеге асады, бұл домен көптеген ГТФазаларға ортақ белок домені болып табылады. Осы рөлдердің мысалдары: дәмді, иіс сезуді және көруді қамтамасыз ететін трансмембраналық рецепторлар сияқты жасуша бетіндегі рецепторлардың белсендірілуіне жауап ретінде сигналдарды беру. Мартин Родбеллдің жалпыланған рецепторлық трансдукторлық эффекттердің сигнализациялық моделінде сигнализациялық ГТФазалар эффектші ақуыздардың белсенділігін реттеу үшін трансдукторлар ретінде әрекет етеді. Кейбір ГТФазалардың GTPаздық белсенділігі өте төмен немесе мүлдем болмайды және деактивациясы үшін GAP ақуыздарына толық тәуелді (мысалы, ADP рибозилизациялау факторы немесе жасушалар ішіндегі көпіршіктер арқылы тасымалдауға қатысатын шағын ГТФ байланыстыратын ақуыздардың ARF туысы). Активациялану үшін ГТФазалар ГТФ-қа байланысуы керек. Бiрiктiрiлген ГДФ-ді тікелей ГТФ-қа түрлендіру механизмдері белгісіз болғандықтан, белсенді емес ГТФазалар гуанин нуклеотидтерін алмастыру факторлары немесе GEF деп аталатын ерекше реттеуші ақуыздардың әсерінен байланысқан ГДФ-ті босатуға итермеленеді. Белсенді ГТФазаның мөлшерін бірнеше жолмен өзгертуге болады: GEF-термен ГДФ диссоциациясының жеделдетілуі белсенді ГТФазаның жинақталуын жылдамдатуы мүмкін. Гуанин нуклеотидтерінің диссоциация ингибиторларының (ГДИ) ГДФ диссоциациясын тежеуі белсенді ГТФазаның жинақталуын баяулатады. GAP-тың ГТФ гидролизін жеделдетуі белсенді ГТФазаның мөлшерін азайтады. Гидролизделмейтін ГТФ γ S, β,γ метилен ГТФ және β,γ имино ГТФ сияқты жасанды ГТФ аналогтары ГТФазаны оның белсенді күйінде тоқтатуы мүмкін. Мутациялар (мысалы, ішкі ГТФ гидролиз жылдамдығын төмендететіндер) ГТФазаны белсенді күйінде тоқтатуы мүмкін, ал мұндай ГТФаза Ras кішкентай түріндегі мутациялар кейбір қатерлі ісіктерде жиі кездеседі.

G доменді GTPаздар

Көптеген GTPаздарда гуанин базасының басқа нуклеотидтерден айырмашылығы базаны тану мотивімен анықталады, оның консенсустық тізбегі [N/T]KXD болып табылады. Келесі жіктеу ортақ белгілеріне негізделген; кейбір жағдайларда олардың субстратқа қатысты таңдаулылығын, көбінесе АТФ-қа қарай өзгертетін базаны тану мотивінде мутациялар кездеседі.

TRAFAC класы

G доменді белоктардың TRAFAC класы, прототиптік мүшесі – G аударма факторлы белоктардың атымен аталған. Олар аударма, сигналдарды жіберу және жасушалардың жылжуында маңызды рөл атқарады, сондай-ақ 2-сыныпты босату факторларына да қатысады. Басқа мүшелеріне EF 4 (LepA), BipA (TypA), SelB (бактериялық селеноцистеинил тРНК EF Tu гомологы), Tet (рибосомалық қорғау арқылы тетрациклинге төзімділік) және HBS1L (эукариоттық рибосоманы құтқарушы белок, босату факторларына ұқсас) жатады. Суперавтобасы ашытқыдан алынған Bms1 отбасын да қамтиды. Альфа-бөлімшелер GTP байланысу/GTPаза доменін және оны қоршап тұратын ұзақ реттеуші аймақтарды қамтиды, ал бета және гамма-бөлімшелер бета-гамма кешені деп аталатын тұрақты димерлік кешен құрайды. Белсенділенген кезде гетеротримерлік G белгісі белсенді, GTP байланысқан альфа-бөлімшеге және жеке бета-гамма бөлімшеге бөлінеді, олардың әрқайсысы ерекше сигнал беру функцияларын орындай алады. Гетеротримерлік G белоктары G белоктарымен байланысқан рецепторлардың трансляторлары ретінде әрекет етеді, рецепторлардың белсенділігін төменгі сигнал беру эффекттерімен және екінші хабаршылармен байланыстырады. Стимулсыз жасушаларда гетеротримерлік G белоктары GDP байланысқан, белсенді емес тример (Gα GDP Gβγ кешені) түрінде жиналады.

Кіші ГТ фазалары

Кіші ГТфазалар мономерлер ретінде жұмыс істейді және молекулалық салмағы шамамен 21 килодальтонды құрайды, оның негізгі бөлігі ГТфаза доменінен тұрады. Оларды кіші немесе мономерлік гуанин нуклеотидіне байланысатын реттеуші ақуыздар, кіші немесе мономерлік ГТП байланысатын ақуыздар немесе кіші немесе мономерлік G ақуыздар деп те атайды. Алғашқыда анықталған және Ras деп аталған осындай ақуызбен маңызды гомологияға ие болғандықтан, оларды Ras суперотбасы ГТфазалары деп те атайды. Кіші ГТфазалар көбінесе жасушалық сигнализацияның алуан түрлі оқиғалары үшін молекулалық коммутаторлар және сигнал трансляторлары болып табылады, олар көбінесе мембраналар, везикулалар немесе цитоскелетке қатысты.

Транслокациялық факторлар

Транслокациялық факторлар мен GTP-нің рөлі туралы талқылау үшін сигналды тану бөлшегін (SRP) қараңыз.

Басқа GTP фазалары

Тубулин және оған байланысты құрылымдық белоктар да өз функциясының бір бөлігі ретінде ішкі жасушалық түтікшелерді құру үшін GTP-ні байланыстырып, гидролиздейді. Алайда, бұл белоктар сигналдық GTPазалар қолданатын G-доменмен байланысты емес, ерекше тубулин доменін пайдаланады. G-доменін қамтитын суперклассқа жатпайтын басқа суперкласстан P-циклін қолданатын GTP-ні гидролиздейтін белоктар да бар. Мысалдарға өз суперкласының NACHT белоктары және AAA+ суперкласының McrB белоктары жатады.