Recettori di membrana: la proteina G
La proteina G è una molecola che presenta un recettore extracellulare e tre subunità (α, β, γ) intracellulari. La subunità α è in diretto collegamento con il recettore ed è capace di legare a sé una molecola di GTP (guanosintrifosfato) o GDP (guanosindifosfato) in base al tipo di lavoro compiuto. Il termine proteina G si riferisce alla capacità di legare questo nucleotide trifosfato.
Quando la proteina è “a riposo” il GDP è saldamente legato alla subunità α; non appena il recettore lega a sé il proprio ligando l'affinità per il recettore diminuisce notevolmente, a tal punto che il GDP si distacca. Successivamente si lega una molecola di GTP (guanosintrifosfato), che è del tutto simile al GDP tranne per la presenza di tre radicali fosforici anziché due. In altre parole, subito dopo il legame del ligando con il recettore, avviene una sostituzione del GDP con un GTP.
La subunità α, contemporaneamente alla sostituzione GDP-GTP si stacca e raggiunge un canale o un enzima, ad esempio l'adenilato ciclasi che sintetizza ingenti quantità di AMP-ciclico, che è un secondo messaggero, in altre parole la sintesi di cAMP stimola la funzionalità di altri enzimi intracellulari. La subunità può raggiungere anche un canale, attivandolo.
Figura 22 Meccanismo della proteina G nel sistema del secondo messaggero
La subunità alpha può attivare, o disattivare alcuni sistemi. Ad esempio può stimolare l'adenilato ciclasi alla sintesi di AMP-ciclico, una molecole molto simile all'AMP, oppure può stimolare la guanilato ciclasi che, a differenza, sintetizza GMP ciclico. L'AMP ciclico si lega alla proteina chinasi A che attiva, fosforilandola, una terza proteina.
In alcune cellula si lega alla fosfolipasi, che è un enzima che a partire dal fosfatidilinositolo-4,5-bisfosfato (PIP3) forma inositolo-3-fosfato che è, a sua volta, un messaggero riconosciuto dalla proteina chinasi C la quale fosforila una terza proteina attivandola.