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Origen y diversificación de GPCR

Por Jeyashree Sundaram, MBA

los receptores acoplados G-proteína pertenecen a la superfamilia más grande de la transmembrana que atraviesa las proteínas (TMS) en el genoma vertebrado.

Haber: Andrii Vodolazhsky/Shutterstock.com

Son altamente diversos en orden, pero contribuyen las mismas estructuras topológicas. Una función esencial de GPCR es transmisión de señales de la célula a través de señales extracelulares, tales como neurotransmisores y hormonas.

GPCRs es también esencial para retransmitir señales extracelulares tales como neurotransmisores y hormonas a las células. Median señales intracelulares acoplando con las proteínas determinadas de G.

GPCRs es receptores para los aminoácidos, las glicoproteínas, las aminas, los péptidos, los ácidos grasos, los iones2+ del Ca y los receptores sensoriales para los diversos ligands exógenos tales como moléculas amargas, odorantes, feromonas, fotones livianos, y pruebas dulces.

Los millares de GPCRs se han determinado en el genoma humano, comprendiendo alrededor 350 receptores para los factores de incremento, las hormonas, y algunos ligands endógenos, mientras que 150 receptores todavía siguen siendo no identificados.

Origen de la transmembrana siete que atraviesa base

GPCRs consiste en la transmembrana siete (7TM) que atraviesa regiones. La transducción de la señal por GPCRs es una característica de eucariotas, no obstante las proteínas del receptor 7TM sin embargo también se han encontrado previamente en prokaryotes.

Las proteínas procarióticas con las regiones 7TM incluyen bacteriorhodopsins sensibles a la luz, halorhodopsins, y proteorhodopsins. Estas proteínas realizan la energía que cosecha sin fotosíntesis en bacterias y archaea. Bacteriorhodopsin, la proteína más vieja presente en prokaryotes, tiene un dominio conservado y una estructura cristalina análogos con la topología siete de la transmembrana GPCRs.

El lazo filogenético entre 7TM y el bacteriorhodopsin sugiere que el receptor eurkaryotic del glutamato sea altamente homólogo al bacteriorhodopsin. Así, 7TM que atraviesan los receptores son probables haberse desarrollado de la topología del bacteriorhodopsin.  

Origen y diversificación de las familias de GPCR

En 1994, Findlay y Attwood segregaron la superfamilia de GPCR en seis clases (A-F) basadas en su alineación funcional de la semejanza y de la serie.

Esto fue seguida por la clasificación de GRAFS (glutamato, Rhodopsin, adherencia, freió/Taste2, Secretin) que se relaciona con el 7TM que atraviesa GPCRs en el genoma humano.

El Rhodopsin (familia de la clase A) es la familia más grande, comprendiendo a 683 piezas presenta en seres humanos. Esta familia tiene características distintas que sean amino-términos y acciones recíprocas amplios cortos del ligand. La adherencia (receptores de la clase B) comprende de amino-términos largos con dominios múltiples.

El glutamato (familia de la clase C) es caracterizado por los amino-términos largos que sirven como la región para el atascamiento endógeno del ligand. Freido (los receptores de la clase F) contiene amino-términos largos con la proteína cisteína-rica.  

Familia del glutamato

Mucho de las pruebas funcionales y de los datos genomic actualmente disponibles se basa en los miembros de la familia del glutamato encontrados en el cydonium de Geodia y el discoideum de Dictyostelium, cuya evolución era hace 600 millones de años. La familia del glutamato por lo tanto se mira filogenético como la familia más vieja de GPCR.

El módulo de la trampa de la mosca de Venus (VFTM) pertenece a este grupo y es caracterizado por un dominio largo de la amino-terminal que especifique el atascamiento del ligand y tenga serie idéntica a las proteínas obligatorias periplásmicas de bacterias.

El VFTM se mira como único, pues la activación glutamato-relacionada no se observa en discoideum de la D. y está solamente presente en cydonium del G. en las concentraciones millimolar. Esto indica que la transmisión de señales del glutamato de esta familia ha aparecido inicialmente en la evolución metazoan.

En formas del protozoario de los receptores del glutamato, el atar del aminoácido (glutamato) es el más importante. Mientras que en la evolución vertebrada, la familia del glutamato dio lugar a gusto, al calcio que detectaba, a pescados, y a los receptores olfativos de la feromona.

Familia de la adherencia

La familia de la adherencia incluye características fundamentales, tales como dominios largos del N-término, dominios epidérmicos del factor de incremento, y dominios proteolíticos (GPS) de GPCR que se puedan determinar en especie metazoan.

Los brevicollis de Monosiga son un choanoflagellate unicelular son los metazoan más cercano que tiene un dominio de GPS de la adherencia GPCR. Semejantemente, las series que pertenecen distante a la adherencia GPCRs se pueden también encontrar en los genomas de la instalación y de hongos.

En mamíferos, la familia de la adherencia se despliega a cerca de 31 piezas en ratón y a 33 piezas en ser humano.

Preservan a la familia de la adherencia altamente en animales todo bilateral simétricos y las piezas realizan a una parte importante en el revelado del tejido. Esto incluye los receptores de la noche del flamenco de la Drosophila y cadherin-como la familia. Los miembros de la familia de la adherencia son también responsables de mantener polaridad del tejido y mando de la célula, y están implicados en la transmisión de señales freida.

Familia de Secretin

El Secretin (familia de la clase B) comparte algunas características comunes con la familia de la adherencia. Los receptores de Secretin comprenden un dominio del atascamiento de la hormona de la base 7TM y de la amino-terminal (HRM), que está implicado en el atascamiento de las hormonas del péptido.

Los receptores de Secretin se pueden determinar en la mayoría de los bilaterians, pero no en más viejos metazoans. En mamíferos, la familia del secretin tiene una estructura genomic complicada con diversos intrones.

En mamíferos, los receptores del secretin contienen los puentes altamente conservados del bisulfide dentro del término amino que desempeñan un papel importante en el atascamiento del ligand.

Familia freida

Encuentran a la familia freida en cnidaria, el placozoa (adherens de Trichoplax), y esponjas. Piensan a esta familia para haberse desarrollado en metazoan multicelular.

Los receptores freidos se conservan altamente a través de todos los organismos que contienen GPCRs.  Desempeñan un papel principal en la ontogénesis del eumetazoa, de la regla de la multiplicación de la célula, del gastrulation, de la polaridad de la célula, y del revelado del tejido.

Familia de Rhodopsin

La familia del rhodopsin comprende la subfamilia más grande de GPCRs en vertebrados. En seres humanos, hay 683 piezas segregadas en cuatro grupos importantes, a saber, α-, β-, γ-, y los δ-grupos, que pueden ser divididos más a fondo en 13 subfamilias.

Los receptores de esta familia están implicados en el atascamiento de los ligands que comprenden las pequeñas moléculas tales como purinas, aminas, péptidos, glicoproteínas grandes, y lípidos.

La característica conservada de la familia del rhodopsin es el 7TM que atraviesa la base, que se encuentra en todos los animales bilaterales, y también en cnidaria. Esto sugiere que la familia del rhodopsin se desarrollara hace 570-700 millones de años.

Los métodos y el revelado de secuencia avanzados de genotyping han aumentado grandemente los datos genéticos disponibles para ambos el crecimiento y la especie individual de diversas poblaciones. Una de las características más interesantes que se aclararán de estudios genéticos es la adaptación de GPCRs a las nuevas funciones sensoriales, que ofrecieron una ventaja importante en la evolución humana.

Fuentes:

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Last Updated: Feb 26, 2019

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