Guaninnukleotid-Austauschfaktor
Synonyme: GTP-Austauschfaktor, Guanin-Nukleotid-Austauschfaktor
Englisch: guanine nucleotide exchange factor
Definition
Guaninnukleotid-Austauschfaktoren, kurz GEFs, sind Proteine, welche die Freisetzung von Guanosindiphosphat (GDP) an kleinen G-Proteinen erleichtern. Sie ermöglichen somit die Bindung von Guanosintriphosphat (GTP) und vermitteln darüber die Aktivierung der G-Proteine.
Hintergrund
Kleine G-Proteine bzw. GTPasen sind eine Proteinfamilie, die in vielen Signalwegen involviert sind. Bekannte Vertreter sind die Ras- und Rho-GTPasen. Sie werden durch GEFs in den aktiven Zustand versetzt, die GTP-Hydrolyse wird nachfolgend durch GTPase-aktivierende Proteine (GAPs) unterstützt.
Biochemie
Es handelt sich bei dem Austausch nicht um einen aktiven Prozess. Vielmehr liegt GTP im Zytosol in etwa 10-fach höherer Konzentration als GDP vor und wir daher bevorzugt gebunden. Zudem ist die Affinität der GEFs für die GTP-gebundene Form niedriger.
Regulation
GEFs können durch posttranslationale Modifikationen (z.B. Phosphorylierung), durch Second Messenger (z.B. cAMP oder Ca2+) und durch Interaktion mit anderen Proteinen reguliert werden. So spielt die korrekte zelluläre Lokalisation eine Rolle und GEFs werden im Zuge von Signalwegen durch Adapterproteine an die Zellmembran rekrutiert.
Einteilung
Die Guaninnukleotid-Austauschfaktoren werden in zwei Gruppen eingeteilt:
- Dbl-verwandte GEFs: enthalten eine DH- und eine PH-Domäne
- die DOCK-Familie: enthalten eine DHR2- und DHR1-Domäne
Die PH- und die DHR1-Domäne sind für die Lokalisation an der Membran in direkter Nähe zu den GTPasen verantwortlich.
Proteine
Nachfolgend sind einige Beispiele für humane GEFs aufgelistet:
- Son of Sevenless
- eIF2B
- Rho/Rac-GEF (FGD1)
- RCC1
Quelle
- P. Villalonga, A.J. Ridley, Encyclopedia of Biological Chemistry (Second Edition), Academic Press, 2013
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