Transducina: A Proteína G Mediadora da Fototransdução em Vertebrados

Mecanismo Molecular da Transdução do Sinal Visual

Transducina (G_t) é uma proteína G heterotrêmera (subunidades α, β, γ) que acopla a absorção de fótons pela rodopsina à cascata da fosfodiesterase (PDE6) em fotorreceptores de bastonetes e cones.

Cascata de Fototransdução (Via do Bastonete)

1. Absorção de Fóton: 11-cis-retinal na rodopsina isomera para all-trans → mudança conformacional para metarodopsina II (R*).
2. R* Ativa Transducina: Catalisa troca GDP→GTP em G_αt (taxa: ~100–1000 transducinas/R*).
3. Dissociação de Subunidades: G_αt-GTP se separa de G_βγ.
4. Ativação da PDE6: G_αt-GTP se liga a subunidades γ inibitórias da PDE6 → alivia inibição de subunidades catalíticas α/β.
5. Hidrólise de cGMP: PDE6 ativada hidrolisa rapidamente cGMP → [cGMP] cai.
6. Fechamento de Canal: Canais catiônicos dependentes de cGMP (CNGA1/CNGB1) fecham → influxo de Na⁺/Ca²⁺ para.
7. Hiperpolarização: Potencial de membrana do fotorreceptor se move de ~–40 mV para –70 mV → redução na liberação de glutamato.
8. Amplificação do Sinal: Único R* ativa centenas de transducinas → cada PDE hidrolisa ~1000 cGMP/s → amplificação massiva.

Término do Sinal (Recuperação)

1. Extinção de R*: Quinase de rodopsina (GRK1) fosforila R* → ligação de arrestina.
2. GTPase de G_αt: Atividade GTPase intrínseca (acelerada por RGS9) hidrolisa GTP → GDP.
3. Reassociação: G_αt-GDP + G_βγ → heterotrímero inativo.
4. Inativação da PDE6: Subunidades γ se rebindam a subunidades catalíticas.
5. Restauração de cGMP: Guanilato ciclase (GCAP1/2 regulado) sintetiza cGMP → canais reabrem.

Adaptação à Luz

• Luz de fundo → redução constante de cGMP → canais parcialmente fechados → resposta comprimida (lei de Weber-Fechner).
• Feedback de cálcio via GCAPs e recoverin modula ganho.

Relevância Clínica

• Mutações em GNAT1 (G_αt), PDE6A/B, CNGA1 causam cegueira noturna congênita estacionária ou retinite pigmentosa.
• Translocação da transducina entre segmentos externo e interno ocorre durante adaptação clara/escura.