¿Puede una subunidad o un dominio proteico servir como una proteína independiente en sí misma?

De hecho lo hacen.

No puedo pensar en ningún ejemplo para las subunidades de una proteína que funciona independientemente por ahora (¡sé que hay algunas!), Pero sé de varios casos en que los dominios de proteínas individuales pueden actuar independientemente del resto de la proteína. Los ejemplos obvios son proteínas multidominio grandes en las que cada uno de los dominios es importante para unir / regular diferentes dianas.

Un ejemplo sorprendente que se me ocurre son las proteínas Notch implicadas en la vía de señalización Notch, que es una vía de señalización intercelular que regula las interacciones entre las células físicamente adyacentes.


(Desde la señalización de Notch durante la activación y diferenciación de células T periféricas)

Aquí está lo que está sucediendo en el diagrama de arriba:

a) La proteína Notch (~ 300 kDa) se sintetiza en el retículo endoplasmático (RE), y está fucosilada aquí.

b) La proteína fucosilada luego se transporta al trans- Ggiol, donde se divide en dos polipéptidos individuales no unidos covalentemente, uno comprende el dominio intracelular y el otro extracelular.

c) El heterodímero de Notch se asocia luego con la membrana plasmática, donde puede interactuar con un ligando de Notch en una célula que expresa un ligando cercano.

d) Esta interacción induce la escisión proteolítica del receptor Notch.

e) seguido de mono ubiquitinación del dominio intracelular.

f) Esto da como resultado la endocitosis de este fragmento de Notch y su posterior liberación en el citoplasma.

g) La muesca intracelular luego viaja al núcleo, donde activa la transcripción de ciertos genes.

Por lo tanto, mediante esta vía de señalización, las proteínas Notch regulan la determinación del destino celular y permiten que grandes grupos de células se organicen para formar estructuras complejas, particularmente durante el desarrollo embrionario.

El ejemplo más obvio para mí (aparte del ejemplo de Gupta de las proteínas Notch) son las proteínas G, que están compuestas por subunidades que se disocian cuando un receptor acoplado a proteína G activada intercambia su GDP unido por GTP. En parte, la carga negativa adicional causa la disociación. Por ejemplo, cuando la serotonina se une al receptor 5-HT2A en las neuronas:

1) empuja 5-HT2A hacia una conformación que lo hace un mejor “intercambiador” de GDP-GTP que afecta específicamente a Gq / G11. Gq (con GTP unido) se disocia de G11 y activa la fosfolipasa C. 5-HT2A es libre de activar otros Gq / G11.

2) La fosfolipasa C escinde PIP2 (un fosfolípido) en DAG (diacilglicerol) e IP3 (trifosfato de inositol)

3) El aumento de ambas moléculas de señalización conduce a cascadas de señalización que provocan la activación de canales que permiten que el calcio fluya desde el retículo endoplasmático hacia el citosol, elevando el potencial de membrana celular (facilitando la excitación de potenciales de acción)

4) El aumento de calcio citosólico desencadena proteínas reguladoras (RGP) que activan la actividad de GTPasa natural de Gq, que hidroliza su GTP en GDP. Sin el tercer enlace fosfoester de GTP, se ve atraído por G11 y vuelve a estar inactivo.

5) La proteína inactiva “Gq / G11 se acopla a receptores acoplados a proteína G como 5-HT2A y afecta su capacidad para unirse a nuevos ligandos.