The G protein adalah keluarga protein yang fungsi utamanya adalah untuk membawa sinyal dari reseptor pada membran sel untuk satu atau lebih sasaran protein . Protein G sangat penting dalam transduksi sinyal. Mereka adalah keluarga protein terbesar ketiga dalam sel eukariotik dan ratusan di antaranya telah dideskripsikan. Protein G terlibat dalam transduksi sinyal yang sangat beragam, itulah sebabnya mengapa ada begitu banyak jenis protein ini. Mereka dapat terlibat dalam menandakan aktivasi atau pembungkaman terjemahan DNA . Mereka juga terlibat dalam penerimaan sinyal hormonal dan saraf, dll.
Skema protein G dari Journal of Feelsynapsis edisi ke-8,
Protein G menerima nama mereka karena mereka terkait dengan GTP (Guanosin TriPhosphate, homolog ATP, yang bukannya dibentuk oleh adenin menggunakan guanosin). Protein ini mampu menghidrolisis molekul GTP menjadi GDP (Guanosine DiPhosphate), itulah sebabnya mereka dikatakan memiliki aktivitas GTPase.
Ada dua jenis protein G yang diklasifikasikan berdasarkan struktur molekulnya sebagai heterotrimerik dan monomer .
Protein G heterotrimerik berukuran besar dan terdiri dari 3 subunit (alfa, beta, dan gamma) . The subunit alpha dan gamma yang terlibat dalam integrasi protein G di membran sitoplasma . Selain itu, subunit alpha terikat terhadap PDB , ketika protein G beristirahat. Protein G teraktivasi ketika berikatan dengan reseptor yang telah menerima stimulus, pengikatan tersebut melalui beta-gamma dimer. The alpha subunit ketika G protein mengikat ke reseptor memodifikasi konformasi , merilis PDB dan meningkatkan afinitas untuk GTP . Untuk memfasilitasi pertukaran GDP ke GTP , protein aksesori, yang disebut GEF (Guanine Exchange Factor), berikatan dengan subunit alfa.
Ketika dipisahkan, alpha-GTP dan beta-gamma dapat berinteraksi dengan reseptor membran atau sitoplasma lainnya , memperkuat sinyal. Di antara targetnya, alpha-GTP dapat mengikat siklase adenilat, yang akan membentuk AMP siklik, yang pada gilirannya akan meningkatkan sinyal di dalam sel.
Ketika sinyal ekstraseluler dilepaskan oleh reseptor membran, subunit beta dan gamma meningkatkan afinitasnya terhadap subunit alfa , yang pada gilirannya memfosforilasi GTP ke GDP dan mengikat dua subunit lainnya, meninggalkan sistem dalam keadaan istirahat lagi. Untuk memfasilitasi defosforilasi GTP menjadi GDP, protein GAP (protein akselerator GTPase) berikatan dengan subunit alfa.
Protein G monomer berukuran jauh lebih kecil. Dalam satu subunit mereka memiliki aktivitas katalitik GTPase dan domain pengenalan dari interaksi mereka . GTPase ini lebih umum di sitoplasma dan hanya berikatan dengan membran saat aktif.
The sinyal reseptor yang mengaktifkan G protein biasanya memiliki struktur yang sangat khas dengan 7 domain transmembran . Reseptor selalu menyajikan domain amino ke arah luar sel dan domain karboksil ke arah dalam (untuk berinteraksi dengan protein G).