GTP酶激活蛋白

GTP酶激活蛋白與G蛋白關聯受體家族有緊密聯繫。G蛋白的活性來自於它們結合三磷酸鳥苷（GTP）的能力。GTP與G蛋白結合後會通過失去抑制性的亞基來改變G蛋白的活性。在更有活性的狀態，G蛋白可以結合其他蛋白質並激發下遊信號目標。全部的過程都由GTP酶激活蛋白來調控，其可以降低G蛋白活性。G蛋白可以少量水解GTP，打破一個磷酸鍵來生成GDP。G蛋白與GDP結合後會失去活性，並且無法與它的目標蛋白結合 ^[2]  。這個水解反應非常緩慢，這意味着G蛋白有內置的活性計時器，並且其活性會隨着緩慢的水解逐漸降低；而GTP酶激活蛋白可以通過增加GTP水解酶的活性來加速計時器，因此得名。

這種GTP酶激活蛋白作用於Ras超家族中與GTP結合的小蛋白，它們有保守的結構序列，並且有相似的機制。其中一個例子是Ran單體，它分佈在細胞質和細胞核中。Ran蛋白水解GTP所產生的能量可以把核內蛋白運入細胞。GTP酶激活蛋白可以使其失活。

大多數作用於異三聚體G蛋白alpha亞基的GTP酶激活蛋白都屬於同一個家族，即RGS蛋白家族。

儘管GTP酶激活蛋白用於調控G蛋白，其自身也有一些調控機制。許多GTP酶激活蛋白擁有可以和下游信號蛋白結合的位點，比如光感受器誘導的下游信號蛋白與GTP酶激活蛋白結合，並抑制該通路的活性。這種結合可以看作是一個負反饋循環，最終會關閉該信號通路。在這個例子中，GTP酶激活蛋白所調控的G蛋白也可以反過來調控GTP酶激活蛋白。

一些發現表明，不同的GTP酶激活蛋白之間也存在串擾。最近的一項研究表明，p120Ras GTP酶激活蛋白可以結合DLC1 Rho GTP酶激活蛋白的催化結構域，抑制Rho GAP的活性，從而激活Rho G蛋白 ^[3]  。一個GTP酶激活蛋白可以調控另一個GTP酶激活蛋白。這樣的串擾調節的原因尚不清楚，但是一個可能的假説是，這可以減弱GTP酶激活蛋白的“關閉”信號，從而防止整個信號系統因為單個“關閉”信號就完全失活。

GTP酶激活蛋白的重要性在於它對關鍵G蛋白的調控，許多G蛋白在細胞循環中發揮重要作用，因此可以看作是原癌基因。比如，G蛋白中的Ras超家族就與多種癌症有關，因為Ras是生長因子的一種常見的下游信號蛋白 ^[4]  。正常情況下，該信號通路會誘導細胞生長和增值；然而在癌細胞中，這種生長不再被調控，導致腫瘤形成。