de kleine Gtpasen zijn een superfamilie van enzymen die functioneren als ‘moleculaire Schakelaars’ en betrokken zijn bij het reguleren van vele cellulaire processen. Alle kleine GTPases transduceren informatie via signaalwegen, via afwisseling tussen een actieve GTP-gebonden en een inactieve BBP-gebonden toestand. Om deze wisseling te versnellen, worden de kleine GTPases zelf geregeld door de uitwisselingsfactoren van de guaninenucleotide (GEFs), die in BBP-dissociatie helpen, en ook door GTPase activerende proteã nen (hiaten) die GTP hydrolyse bevorderen. Samen met GEFs en hiaten, kunnen de de dissociatie inhibitors van guanine (GDIs) aan kleine GTPases binden en hun plaats aan het membraan of cytoplasma regelen.
kleine GTPases cyclus tussen een GTP-gebonden’ aan ‘staat en een BBP-gebonden’ uit ‘ Staat.
in termen van mechanobiologie zijn kleine Gtpasen zeer belangrijk, aangezien ze in verband zijn gebracht met celgroei, differentiatie, proliferatie, migratie, vestiging en behoud van polariteit, vesikel transport en cytoskeletale organisatie .
de small GTPases superfamily
de superfamilie van small GTPases is verdeeld in vijf subfamilies op basis van sequentie en functie.
Ras familie
dit zijn de oorspronkelijke leden van de kleine GTPase superfamilie en zijn belangrijke regulatoren van celproliferatie, differentiatie en overleving. De belangrijkste leden van de Ras GTPases zijn Ras, Ral en Rap. Mutaties in de RAS subfamilie zijn sterk verbonden met tumourgenese, in het bijzonder long -, colon-en pancreaskanker .
Rho-familie
leden van de Rho-familie zijn belangrijke regulatoren voor de reorganisatie van actin en zijn verbonden met vele processen in de mechanobiologie. Hoewel er ongeveer 20 leden van de Rho GTPase familie zijn, heeft het onderzoek zich gericht op drie leden, RhoA, Rac1 en Cdc42. RhoA stimuleert de vorming van spanningsvezels door actin polymerisatie via de Diafaan-gerelateerde forminen. Rac en Cdc42 stimuleren de vorming van uitstekende lamellipodia en filopodia respectievelijk. In tegenstelling tot RhoA, starten Rac1 en Cdc42 actin polymerisatie door indirecte activering van het arp2/3 complex door leden van de Wiskott-Aldrich syndroom eiwitfamilie (WASP). RhoGTPases kan microtubule cytoskeleton dynamica ook regelen, voornamelijk door plus-end binding te beïnvloeden. Recent werk heeft aangetoond dat RhoGTPases belangrijk zijn bij het integreren van mechanotransductie signaalwegen, wat leidt tot veranderingen in genexpressie. Biologisch, is de rhogtpaseregulatie van actin en microtubule cytoskeleton essentieel voor vele cellulaire processen. Bijvoorbeeld, tijdens de celcyclus, beïnvloeden Rho GTPases centrosome positionering, spindelvorming en cytokinesis. In niet-delende cellen, zijn de leden van de Rho familie zeer belangrijke bemiddelaars voor oprichting en behoud van celpolariteit, celmigratie, en celmorfogenese via lamellipodia en filopodia vorming .
Rab familie
met meer dan 60 leden geïdentificeerd bij mensen, vormen Rab GTPase de grootste tak van de kleine GTPase superfamilie. Rab ‘ s zijn belangrijke regulatoren van vesikel transport en membraanhandel in secretoire en endocytische wegen. Actieve GTP-gebonden Rab lokaliseert in het cytoplasma terwijl de inactieve BBP-gebonden in het respectieve membraan wordt ingevoegd. Enkele belangrijke voorbeelden van Rabs omvatten Rab1 en Rab2, die intracellular verkeer van ER aan Golgi regelen, en retrograde verkeer terug naar ER, respectievelijk. In termen van exo – en endocytose associëren Rab3, Rab26, Rab27 en Rab37 met secretoire blaasjes voor exocytose, terwijl Rab5 betrokken is bij fusie van endosomale blaasjes tijdens vroege endocytose. Het belang van membraanhandel in synaptische transmissie heeft Rabs betrokken bij diverse neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en de ziekte van Huntington .
ran-familie
de Ran GTPase-subfamilie is voornamelijk bekend voor het reguleren van nucleocytoplasmatisch transport van RNA en eiwitten door de kernporiën en is ook belangrijk voor de assemblage en functie van de mitotische spindels. GTP-gebonden liep is overwegend in de kern terwijl de BBP-gebonden vorm in het cytoplasma wordt gevonden. Onlangs, zijn Rans verbonden met microtubule organisatie en cytoskeletal dynamica in neuronale axonen .
ARF-familie
de cellulaire functies en het aantal leden voor elk van de vijf subfamilies van de kleine GTPases superfamilie.
de kleine Gtpasen van de ADP-ribosyleringsfactor (ARF) omvatten de Arf-eiwitten, Sar1 en ARF-achtige (Arl) eiwitten. Net als bij de subfamilie Rab zijn Arfs sterk betrokken bij het transport van blaasjes en membraanhandel. De proteã nen van Arf rekruteren de vachten van het copiblaasje aan Golgi, terwijl Sar1 de vachten van het copiiblaasje aan ER rekruteert . Samen met hun goed gedocumenteerde rollen in membraanhandel, zijn de proteã nen van Arf, in het bijzonder Arf1 en 6 ook verbonden met actin het remodelleren tijdens celmigratie en fagocytose, evenals cytokinesis .