Ver el código de «GTPasa»

{{Ficha de proteína
|nombre           = GTPasa
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<!-- Estructura/función proteica -->
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|Tipo             = Hidrolasas
|Funciones        = Enzimas
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<!-- Info adicional -->
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<!-- Datos enzimáticos -->
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<!-- Datos del receptor/ligando -->
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<!-- Datos biotecnológicos/médicos -->
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<!-- Bases de datos -->
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<!-- Info relacionada -->
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[[Archivo:CDC42.png|thumb|right|238px|Variante de la GTPasa [[placenta]]ria CDC42, en su forma inactiva (unida a [[GDP]]).]]
En [[bioquímica]] se usa el término '''GTPasa''', '''guanosina trifosfatasa''' o '''trifosfatasas de guanosina'''<ref>{{cita web
|url = http://www.harrisonmedicina.com/acronyms.aspx?termIndex=G
|título = Abreviaturas (G)
|fechaacceso = 22 de marzo de 2008
|autor = la 16ª edición de Harrison's Principles of Internal Medicine
|editorial = The McGraw-Hill Companies
|idioma = español
|fechaarchivo = 23 de agosto de 2014
|urlarchivo = https://web.archive.org/web/20140823040909/http://harrisonmedicina.com/acronyms.aspx?termIndex=G
|deadurl = yes
}}</ref> ({{EC|3.6.5}}) para una superfamilia de [[enzima]]s con más de 100 [[proteína]]s estructuralmente relacionadas y que regulan diversas funciones biológicas. Son enzimas de tipo [[hidrolasa]] que pueden unirse e [[hidrólisis|hidrolizar]] la [[molécula]] [[guanosín trifosfato]] (GTP). La unión de la GTPasa con su sustrato, el GTP, ocurre en una región de la enzima altamente conservada denominada ''dominio G'' y es una región común a todas las GTPasas. La GTPasa está activa cuando está unida al GTP e inactiva cuando está unida al [[GDP]].<ref>Jorge Jalil,  Sergio Lavandero,  Mario Chiong y  María Paz Ocaranza. [https://web.archive.org/web/20070706064755/http://www.revespcardiol.org/cgi-bin/wdbcgi.exe/cardio/mrevista_cardio.fulltext?pident=13078132 La vía de señalización Rho/Rho-cinasa en la enfermedad y el remodelado cardiovascular.] (en español). Revista Española de Cardiología (online). Volumen 58, Número 08, Agosto 2005. Último acceso 22 de marzo, 2008.</ref>

== Clasificación ==
Las GTPasas son una numerosa superfamilia de enzimas las cuales, basadas en su función, pueden ser divididas en dos clases generales:<ref name=evolution>Detlef D. Leipe, Yuri I. Wolf, Eugene V. Koonin, y L. Aravind. [http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6WK7-45KNCN2-54&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=4b841796c2e584a941647bc0821c8296 Classification and evolution of P-loop GTPases and related ATPases] (en inglés). Journal of Molecular Biology; Volume 317, Issue 1, 15 March 2002, Pages 41-72. Último acceso 22 de marzo de 2008.</ref>
* Clase TRAFAC (siglas del [[idioma inglés|inglés]], '''''TRA'''nslation '''FAC'''tors''), son las GTPasas que participan en la [[Traducción (genética)|traducción]] (iniciación, elongación, etc) y transducción de señales, [[motilidad celular]] y transporte intracelular.
* Clase  SIMIBI (siglas del inglés, '''''SI'''gnal recognition particle, '''Mi'''nD, and '''Bi'''oD''), son GTPasas para el reconocimiento de señales relacionadas con el transporte de proteínas, el ensamblaje de enzimas [[ATPasa]]s del tipo ''MinD''—de allí el nombre en las siglas—, localización de proteínas, la partición de [[cromosoma]]s, transporte a nivel de la [[membrana plasmática]] y un grupo con actividad [[cinasa]] o de [[transferasa]] de [[fosfato]]s.
Estas dos clases pueden contienen juntas a unas 20 familias de enzimas distintivas que pueden ser subdivididas en 57 subfamilias basados en los ''motivos'' estructurales que comparten entre sí, así como la arquitectura de ciertas regiones o dominios.<ref name=evolution />

=== Ras GTPasa ===
{{AP|Ras}}
La superfamilia Ras GTPasa son un grupo numeroso de proteínas monoméricas pequeñas homólogos a la proteína [[Ras]]. Son también llamadas [[pequeñas GTPasa]]s con un [[peso molecular]] de unos 21 [[Unidad de masa atómica|KDa]] y, por lo general, sirven como interruptores moleculares para una gran variedad de rutas de transmisión de señales [[Célula|celulares]]. Basado en sus secuencias de [[aminoácido]]s primarias y sus propiedades bioquímicas, la superfamilia Ras se divide en cinco sub-familias: [[Ras]], [[Rho (proteína)|Rho]], [[Rab (proteína)|Rab]], [[Arf]] y [[Ran (proteína)|Ran]].

=== Familia de factores de traducción ===
La familia de factores de traducción son GTPasas que tienen funciones en la iniciación, elongación y terminación de la [[síntesis de proteína]]s, como el [[factor de elongación Tu]] (EF-Tu).

=== Factores de translocación ===
Son complejos proteicos, incluyendo la [[partícula de reconocimiento de señal]]es, las cuales reconocen y transportan proteínas específicas hacia el retículo endoplasmático y otros destinos, especialmente en [[procariote]]s, y que tienen actividad GTPasa.

== Funciones ==
Las GTPasas tienen funciones importantes en:
* [[Transducción de señal]]es a nivel de los segmentos intracelulares de [[receptor acoplado a la proteína G|receptor transmembrana]] que median el reconocimiento de señales, por ejemplo, [[sabor]]es, [[olor]]es y la [[visión]].
* [[Síntesis proteica]], es decir, [[Traducción (genética)|traducción]] a nivel de las [[ribosoma]]s.
* Control de la [[diferenciación celular]] durante la [[división celular]].
* [[Hipótesis de la señal|Traslocación de proteínas]] a través de las membranas celulares.
* Transporte de [[Vesícula (biología celular)|vesículas]] dentro de la [[célula]], específicamente el ensamblaje de la cubierta de las vesículas.

== Mecanismo ==
La hidrólisis del [[fosfato]] del GTP a un [[guanosín difosfato]] (GDP) y [[fosfato]] inorgánico (P<sub>i</sub>), ocurre por el mecanismo de [[sustitución nucleófila]] (S<sub>N</sub>2) via un intermediario pentavalente y es dependiente del [[ion]] [[magnesio]] Mg<sup>2+</sup>.

== Reconocimiento ==
En la mayoría de las GTPasas, la especificidad por la [[base nitrogenada]] [[guanina]] se debe a una región de la molécula llamada en general ''motivo'' y que posee una secuencia consenso (''[N/T]KXD'') presente en todas las proteínas que reconocen y fijan [[nucleótido]]s.<ref>{{cita publicación|autor=Leipe D.D., Wolf Y.I., Koonin E.V., and Aravind, L. |título=Classification and evolution of P-loop GTPases and related ATPases |revista=J Mol Bio |volumen=317 |número=1 |páginas=41-72 |año=2002}}</ref> En aquellas GTPasas con menor afinidad por la guanina, se nota que el ''motivo [N/T]KXD'' está ausente o está sustituida por otros nucleótidos, como el caso del grupo de GTPasas inducidas por [[interferón gamma|interferón-γ]] que en sustitución tiene un igualmente conservado ''motivo'' compuesto por los aminoácidos [[arginina]]-[[ácido aspártico]] (''RD''), por lo que se unen a la guanina con una baja afinidad.<ref>Elisabeth Naschberger, Clara Lubeseder-Martellato, Nadine Meyer, Ruth Gessner, Elisabeth Kremmer, Andre Gessner,y Michael Stürzl. [http://ajp.amjpathol.org/cgi/reprint/169/3/1088.pdf Human Guanylate Binding Protein-1 Is a Secreted GTPase Present in Increased Concentrations in the Cerebrospinal Fluid of Patients with Bacterial Meningitis] (en inglés). The American Journal of Pathology, Vol. 169, No. 3, September 2006. DOI: 10.2353/ajpath.2006.060244. Último acceso 22 de marzo de 2008.</ref>

== GTPasas regulatorias ==
Las GTPasas reguladoras, llamadas también ''superfamilia de GTPasas'', son enzimas que regulan otros procesos bioquímicos, entre ellos, y los más notorios, son las [[proteína G|proteínas G]].

=== Interruptores ===
{{AP|Interruptor molecular}}
Todas las GTPasas regulatorias tienen un mecanismo común que les permite encender o apagar la transducción de señales. El interruptor (del inglés ''switch'') ocurre por medio del cambio unidireccional de la GTPasa de la forma «activa: unida al GTP» a la forma «inactiva: unida al GDP». Este cambio se efectúa con una simple [[hidrólisis]] del GTP por medio de la actividad intrínseca de la misma GTPasa, logrando pasar el interruptor al estado ''apagado''. Esta reacción es iniciada por proteínas específicas denominadas [[proteínas activadoras de GTPasa]] (GAP) que provienen de una transducción de señal aparte. La inactivación de la GTPasa puede ser revertida a su estado de ''encendido'' por efecto de otras proteínas llamadas [[factor intercambiador de nucleótido de guanina]] (GEF) que causan que se disocie el GDP de la GTPasa, conllevando a su asociacióncon un nuevo GTP. Ello cierra el ciclo al estado activado de la GTPasa, el cual es el único estado en el que la GTPasa puede transducir una señal a una reacción en cadena aguas abajo.

=== Regulación ===
La eficiencia en la transducción de señales via GTPasas depende en la relación entre los estados activos e inactivos de la enzima. La ecuación de equilibrio es dado:

<!--
:GTPase*GTP   k<sub>diss.GDP</sub> 
:<sup>__________</sup> = <sup>_________</sup> 
:GTPase*GDP   k<sub>cat.GTP</sub> 
-->

:<math>
\frac {\text{GTPasa}*\text{GTP}} {\text{GTPasa}*\text{GDP}} =
\frac {k_\text{diss.GDP}} {k_\text{cat.GTP}}
</math>

en el que ''k<sub>diss. GDP</sub>'' es la [[constante de disociación]] para el GDP y ''k<sub>cat. GTP</sub>'' la constante de hidrólisis del GTP para la GTPasa específica. Ambas constantes pueden ser reguladas por proteínas reguladoras individuales. La cantidad de GTPasa activa puede ser modificada de varias formas:

# Aceleración en la disociación del GDP por las GEF aumenta la cantidad de GTPasa activa. 
# Inhibición de la disociación de GDP por [[inhibidores de la disociación de nucleótidos de guanina]] (GDI) reduce la acumulación de GTPasa activa. 
# Aceleración en la hidrólisis de GTP por las GAP reduce la cantidad de GTPasa activa. 
# ''Análogos de la GTP'' tales como el ''γ-S-GTP'', ''β,γ-metileno-GTP'', y la ''β,γ-imino-GTP'' que no pueden ser hidrolizados, por lo que fijan a la GTPasa en su estado activo.

== Véase también ==
* [[Proteína G]]
* [[Rac (GTPasa)|Rac]]

== Referencias ==
{{Listaref|2}}

{{Control de autoridades}}
[[Categoría:Transducción de señales]]
[[Categoría:EC 3.6.5]]