بروتينات G ، المعروفة أيضًا باسم البروتينات الرابطة للنيوكليوتيدات الغوانينية ،(guanine nucleotide-binding proteins) هي عائلة من البروتينات التي تعمل كمفاتيح جزيئية داخل الخلايا. وتشارك هذه البروتينات في نقل الإشارات من مجموعة متنوعة من المحفزات الخارجية إلى داخل الخلية، مما يسمح لها بالاسجابة للتغيرات البيئية.
يتم تنظيم نشاط بروتينات G بواسطة عوامل تتحكم في قدرتها على الارتباط بثلاثي فوسفات الجوانزين (GTP) ,ومن ثم تحليله إلى ثنائي فوسفات الجوانزين (GDP). عندما ترتبط بـ GTP، تكون البروتينات في حالة "تشغيل"(ON)، وعندما ترتبط بـ GDP، تكون في حالة "إيقاف (OFF)". تنتمي بروتينات G إلى مجموعة أكبر من الإنزيمات تسمى GTPases .
التصنيف والبنية
تُقسم بروتينات G إلى فئتين رئيسيتين: بروتينات G الصغيرة أحادية الوحدة (monomeric G proteins)، وبروتينات G متغايرة الوحدات (heterotrimeric G proteins).
تتألف الفئة الأخيرة من ثلاث وحدات فرعية مختلفة: ألفا (\alpha)، وبيتا (\beta)، وغاما (\gamma). بالإضافة إلى ذلك، تشكل الوحدتان الفرعيتان بيتا (\beta) وغاما (gamma) معقداً ثنائياً مستقراً يُعرف باسم معقد بيتا-غاما.
بروتينات G متغايرة الوحدات (Heterotrimeric G proteins)
تُعدّ بروتينات G متغايرة الوحدات هي الفئة الأبرز بين بروتينات G. وهي تتكون من ثلاث وحدات فرعية غير متماثلة: الوحدة ألفا (\alpha)، والوحدة بيتا (\beta)، والوحدة غاما (\gamma).
تكون الوحدة الفرعية ألفا (\alpha) هي المسؤولة عن الارتباط بـثنائي فوسفات الجوانوزين (GDP) أو ثلاثي فوسفات الجوانوزين (GTP)، وهي التي تُظهر نشاط حلمأة (تحليل) GTP الذاتي (GTPase activity). يتم تصنيف الوحدة ألفا إلى أربع فئات رئيسية بناءً على تسلسلها: \text{G}_{\alpha\text{s}}, \text{G}_{\alpha\text{i}}, \text{G}_{\alpha\text{q}}, \text{G}_{\alpha 12/13}.
بينما تشكل الوحدتان الفرعيتان بيتا (\beta) وغاما (\gamma) معاً معقداً ثنائياً مستقراً يُسمى معقد بيتا-غاما (\beta\gamma).
تُعتبر بروتينات G متغايرة الوحدات جزءاً أساسياً من سلسلة نقل الإشارات التي تبدأ عند المستقبلات المقترنة بالبروتين G (GPCRs)، حيث تعمل كوسيط بين المستقبلات على سطح الخلية والإنزيمات أو القنوات الأيونية داخل الخلية، مُسهّلة بذلك استجابة الخلية للمؤثرات الخارجية.