Receptor acoplado à proteína G
Receptor acoplado à proteína G (GPCR) , também chamado receptor sete transmembrana ou receptor heptaélico , proteína localizado no membrana celular que se liga a substâncias extracelulares e transmite sinais dessas substâncias para um sistema intracelular molécula chamada de proteína G (proteína de ligação ao nucleotídeo guanina). GPCRs são encontrados nas membranas celulares de uma ampla gama de organismos, incluindo mamíferos , plantas, microrganismos e invertebrados. Existem vários tipos diferentes de GPCRs - cerca de 1.000 tipos são codificados pelo genoma humano sozinhos - e como um grupo, eles respondem a um diverso gama de substâncias, incluindo luz , hormônios, aminas, neurotransmissores e lipídios. Alguns exemplos de GPCRs incluem receptores beta-adrenérgicos, que se ligam epinefrina ; prostaglandina Edoisreceptores, que ligam substâncias inflamatórias chamadas prostaglandinas ; e a rodopsina, que contém uma substância química fotorreativa chamada retinal, que responde aos sinais de luz recebidos pelos bastonetes no olho. A existência de GPCRs foi demonstrada na década de 1970 pelo médico e biólogo molecular americano Robert J. Lefkowitz. Lefkowitz compartilhou o 2012 premio Nobel para Química com seu colega Brian K. Kobilka, que ajudou a elucidar a estrutura e função do GPCR.
A epinefrina se liga a um tipo de receptor acoplado à proteína G conhecido como receptor beta-adrenérgico. Quando estimulado pela epinefrina, esse receptor ativa uma proteína G que, posteriormente, ativa a produção de uma molécula chamada cAMP (monofosfato de adenosina cíclico). Isso resulta na estimulação das vias de sinalização celular que agem para aumentar a frequência cardíaca, dilatar os vasos sanguíneos no músculo esquelético e quebrar o glicogênio em glicose no fígado. Encyclopædia Britannica, Inc.
Um GPCR é composto de uma proteína longa que possui três regiões básicas: uma porção extracelular (o terminal N), uma porção intracelular (o terminal C) e um segmento médio contendo sete domínios transmembrana. Começando no terminal N, esta proteína longa sobe e desce através da membrana celular, com o longo segmento médio atravessando a membrana sete vezes em um padrão serpentino. O último dos sete domínios está conectado ao C-terminal. Quando um GPCR se liga a um ligante (uma molécula que possui um afinidade para o receptor), o ligante desencadeia uma mudança conformacional na região de sete transmembranares do receptor. Isso ativa o terminal C, que então recruta uma substância que, por sua vez, ativa a proteína G associada ao GPCR. A ativação da proteína G inicia uma série de reações intracelulares que terminam na geração de algum efeito, como aumento da frequência cardíaca em resposta à epinefrina ou mudanças na visão em resposta à luz fraca ( Vejo segundo mensageiro)
Inato e adquirido mutações dentro genes a codificação de GPCRs pode dar origem a doenças em humanos. Por exemplo, uma mutação inata da rodopsina resulta na ativação contínua de moléculas de sinalização intracelular, o que causa cegueira noturna congênita. Além disso, as mutações adquiridas em certos GPCRs causam aumentos anormais na atividade do receptor e na expressão nas membranas celulares, o que pode dar origem ao câncer. Como os GPCRs desempenham papéis específicos nas doenças humanas, eles forneceram alvos úteis para medicamento desenvolvimento. Os agentes antipsicóticos clozapina e olanzapina bloqueiam GPCRs específicos que normalmente se ligam dopamina ou serotonina. Ao bloquear os receptores, essas drogas interrompem as vias neurais que dão origem aos sintomas da esquizofrenia. Também existe uma variedade de agentes que estimulam a atividade GPCR. Os medicamentos salmeterol e albuterol, que se ligam e ativam os GPCRs beta-adrenérgicos, estimulam a abertura das vias aéreas no pulmões e, portanto, são usados no tratamento de algumas doenças respiratórias, incluindo doença de obstrução pulmonar crônica e asma.
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