Receptores acoplados à proteína G

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Receptores acoplados à proteína G (GPCRs) 
São uma grande família de receptores de membrana plasmática que compartilham 
uma estrutura e um método de sinalização comuns. Todos os membros da família GPCR 
têm sete diferentes segmentos de proteínas que atravessam a membrana, e transmitem 
sinais no interior da célula através de um tipo de proteína chamada de proteína G. 
GPCRs são heterogêneos e se ligam a diversos tipos de ligantes. Uma classe 
particularmente interessante de GPCRs é o dos receptores odoríferos (perfume). Existem 
cerca de 800 deles nos seres humanos e cada um se liga a uma "molécula de odor" própria 
- como uma determinada substância química no perfume, ou um certo composto liberado 
por peixe podre - e faz com que um sinal seja enviado para o cérebro, fazendo-nos sentir 
um cheiro! 
Quando seu ligante não está presente, um receptor acoplado à proteína G 
permanece na membrana plasmática em um estado inativo. Para ao menos alguns tipos de 
GPCRs, o receptor inativo já está ancorado ao seu alvo de sinalização, uma proteína G. 
Proteínas G são de diferentes tipos, mas todos eles se ligam ao nucleotídeo 
guanosina trifosfato (GTP), o qual ele pode quebrar (hidrolizar) para formar o GDP. Uma 
proteína G ligada ao GTP está ativa, ou "ativada", enquanto que uma proteína G que está 
ligada ao GDP está inativa, ou "desativada". As proteínas G que se associam com GPCRs 
são compostas por três subunidades, conhecidas como proteínas G heterotriméricas. 
Quando elas estão conectadas a um receptor inativo, estão sob a forma "desativada" 
(ligada ao GDP). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Imagem modificada de "Signaling 
molecules and cell receptors: Figure 
5," de OpenStax College, Biology 
(CC BY 3.0). 
http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:46/Signaling-Molecules-and-Cellul
http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e-f14f21b5eabd@9.87:46/Signaling-Molecules-and-Cellul
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http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/
A ligação ao ligante, no entanto, muda a figura: o GPCR é ativado e faz com que a 
proteína G mude de GDP para GTP. A proteína G agora ativa separa-se em duas partes 
(uma chamada subunidade α, a outro composto por duas subunidades β e γ), que são 
liberadas do GPCR. As subunidades podem interagir com outras proteínas, acionando uma 
via de sinalização que leva a uma resposta. 
Eventualmente, a subunidade α hidrolizará GTP de volta a GDP, nesse momento a 
proteína G se torna inativa. A proteína G inativa remonta-se como uma unidade de três 
peças associada com o GPCR. A sinalização celular usando os receptores acoplados à 
proteína G é um ciclo, que pode se repetir várias vezes em resposta ao ligante. 
Receptores acoplados à proteína G têm diversos papéis no corpo humano, e o 
distúrbio na sinalização de GPCR pode causar doenças. 
 
Exemplo: 
Algumas bactérias patogênicas liberam toxinas que interrompem a sinalização de 
receptores acoplados à proteína G, causando doenças como coqueluche, botulismo e 
cólera. 
Na cólera, por exemplo, a bactéria Vibrio cholerae, transmitida por água, produz uma 
toxina chamada enterotoxina colérica, que se liga às células que revestem o intestino 
delgado. Depois, a toxina entra nas células intestinais, onde ela modifica uma proteína G 
que controla a abertura dos canais iônicos, travando-a em um estado permanentemente 
ativo. Como a proteína G não consegue se desligar, os canais iônicos permanecem abertos 
muito mais tempo do que deveriam, fazendo com que os íons sejam despejados para fora 
das células (seguidos de água, por osmose). Esta pequena alteração na via de sinalização 
de GPCR provoca diarreias, grande perda de fluidos e desidratação potencialmente fatal 
observadas nas vítimas da cólera. 
Uma simples solução de sal e glicose ministrada aos pacientes de cólera pode 
impedir a desidratação e salvar vidas.