پروتئین های سوئیچ

G پروتئین ها گروهی مهم از پروتئین های سوئیچ می باشند.

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان

در مطلب قبل آموختید نقش SR و SRP همانند بسیاری از پروتئین های سوئیچ متصل شونده به GTP تضمین درستی فرآیند باراندازی است. حال بیشتر با پروتئین های سوئیچ آشنا می شوید.

G پروتئین ها

* پروتئین G از سه زیرواحد αβϒ تشکیل شده که دوزیرواحد از طریق دنباله لیپیدی به غشاء متصل هستند.

* زیرواحد αدر حالت فعال به GTP و در حالت غیرفعال به GDP متصل است.

با اتصال لیگاند به گیرنده:

گیرنده تغییرشکل فضایی می کند و به پروتئین G متصل می شود.

سپس ساختار پروتئین G تغییر می کند زیرواحد α را قادر می سازد GDP را از دست داده و به GTP متصل می شود و سپس از βϒ جدا می شود .

دو بخش فعال شده )زیرواحد βϒ و α ( به طور مستقیم با اهداف خود در غشاء پلاسمایی برهم کنش می کنند و پیام را به داخل سلول رله می کنند.

انواع مختلفی از پروتئین های G وجود دارد که هر کدام برای یک دسته از گیرنده ها و پروتئین های هدف اختصاص یافته اند ) اپی نفرین بر روی سلول های ماهیچه قلبی و ماهیچه صاف روده اثرات مختلف دارد = زیرا انواع گیرنده های مختلف با G پروتئین های مختلف در ارتباط است و به طور متفاوت بر پروتئین های مجری تاثیر می گذارد)

یندهای تنظیمی گوناگون در سلول، به پروتئین هایی بر می خوریم که بین دو حالت روشن و خاموش تغییر می کنند. این پروتئین ها به طور گسسته از حالت فعال به غیر فعال و برعکس تبدیل می شوند و اساسا در بین این دو حالت فعال و غیر فعال بودنشان، طیفی از فعالیت های حد واسط وجود ندارد. به چنین پروتئین هایی پروتئین های سوئیچ گفته می شود.

یک دسته مهم از پروتئین های سوئیچ در سلول، ابر خانواده GTPase می باشد. اعضای این خانواده آنزیم هایی  هستند که می توانند GTP را به GDP هیدرولیز کنند و به هر یک از این دو نوکلئوتید متصل شوند. دو گروه عمده GTPase ها G پروتئین های مونومری (Ras، Rab، Rac، Ran، Rheb، Rho و Arf) و زیر واحدهای G از G پروتئین های هتروتریمری هستند.

Ras و G در پیام رسانی درون سلولی نقش دارند. Rab و Arf ترافیک وزیکولی سلول را تنظیم می کنند. نقش Rheb و Rac در سازمان دهی رشته های اسکلت سلولی و نقش Ran در تردد پروتئین ها به هسته است. Rheb نیز در تنظیم عمومی سنتز پروتئین در سلول نقش دارد.

تمام پروتئین های سوئیچ GTPase می توانند در دو صورت بندی قرار بگیرند، (شکل 1) این پروتئین ها :

* در صورت بندی فعال (روشن) به GTPمتصل هستند.

* در صورت بندی غیر فعال (خاموش) به GDP متصل هستند.

تبدیل از شکل فعال به شکل غیر فعال می تواند با هیدرولیز  آهسته GTP توسط این پروتئین ها صورت گیرد. همچنین انواع پروتئین ها در هر سلول، فعال و غیر فعال شدن G پروتئین ها را تنظیم می کنند.

* فعالیت GTPase در هر نوع G پروتئین می تواند توسط یک یا چند نوع پروتئین فعال کننده GTPase (GAP) تسهیل شود: در نتیجه، G پروتئین (خاموش) می شود.

* پروتئین هایی موسوم به فاکتور تعویض نوکلئوتید 283758 گوانین (GEF) یا فاکتور تعویض کننده GTP، با جانشینی GDP با یک GTP جدید باعث تبدیل G پروتئین از حالت خاموش به روشن می شوند.  علاوه بر GAPها و GEFها، فعالیت G پروتئین ها توسط پروتئین های دیگری نیز تنظیم می شود.

* پروتئین هایی موسوم به مهار کننده جدا شدن نوکلئوتید گوانین (GDI) با اثر آلوستری، جانشینی GDP با GTP را کند می کنند.

* پروتئین هایی موسوم به تنظیم کننده پیام رسانی G پروتئین (RGS) هیدرولیز GTP توسط G پروتئین های مسیرهای پیام رسانی را تسریع می کنند و در واقع زیر مجموعه ای از GAP ها به حساب می آیند.

سوئیچ های G پروتئین: G پروتئین ها می توانند به گوانین نوکلئوتید متصل شوند و توانایی هیدرولیز GTP به GDP نیز دارند. وقتی این پروتئین ها متصل به GTP هستند، فعال می باشند و پیام را به پروتئین های  فرودست منتقل می کنند. هیدرولیز GTP باعث می شود G پروتئین به شکل غیر فعال (خاموش) و متصل به GDP درآید. برای روشن شدن مجدد، باید GDP جدا شود و GTP جانشین آن شود.

منبع: https://www.google.com

تنظیم کننده: محبوبه همت