پیام رسانی G پروتئینی (بخش دوم )

پروتئین های پیام رسان درون سلولی می توانند پیام وارد شده را رله، تقویت، ادغام یا پخش کنند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - مرجان سلیمانیان

در مطلب قبل دانستید اجزای پیام رسانی G پروتئینی: با فعال شدن گیرنده، G پروتئین تریمری فعال می شود و به نوبه خود فعالیت آنزیم فرو دست را کنترل (تحریک) می کند. حال در مورد G پروتئین ها و G پروتئین هتروتریمری و اثر کننده صحبت خواهیم کرد.

برقراری ارتباط از طریق سیگنال های خارج سلولی معمولاً شامل 5 مرحله است:

1- سنتز مواد شیمیایی

2- رهایش ملكولهای سیگنالینگ توسط سلول پیام دهنده

3- انتقال سیگنال به ملكول هدف

4- دریافت سیگنال توسط پروتئین گیرنده

5- تغییر در متابولیسم سلولی یا بیان ژن

پیام رسانی سلولی: 

فرایندی كه یك سیگنال شیمیایی (لیگاند) تغییر متابولیكی درون سلولی را بوجود می آورد.

سه مرحله اصلی سیگنالینگ سلولی: 

1- دریافت پیام (Reception)

2 انتقال پیام (Transduction)

فرآیندی كه در آن سیگنال (پیام) بر روی سطح سلول به پاسخ سلولی خاصی تبدیل می شود.

3- پاسخ (response)

انواع سیگنالینگ:

پاراکرین، اندوکرین، نوروکرین، اتوکرین و ارتباط مستقیم سلول ها (از طریق Gap Junction)

G پروتئین هتروتریمری: G پروتئین هایی که به GPCR ها متصل می شوند هتروتریمری (با سه زیر واحد G , G و G) هستند که به عنوان پروتئین سوئیچ عمل می کنند و با فعال شدن گیرنده فعال می شوند. از سه زیر واحد یک G پروتئین تریمری، زیر واحد G می تواند به GTP یا GDP متصل شود و بخشی از آن با G پروتئین های مونومری هومولوژی (خویشاوندی) دارد. وقتی G به GDP متصل باشد، با G و G تشکیل تریمر می دهد.

G و G با لیپیدهای متصل به خود در غشا لنگر انداخته اند. وقتی GDP با GTP تعویض شود، G از کمپلکس جدا می شود و می تواند پروتئین های اثر کننده را فعال یا مهار کند.

پروتئین اثر کننده: معمولا یک پروتئین اثر کننده متصل به غشا با فعال شدن G پروتئین فعال می شود. این پروتئین می تواند یک آنزیم باشد.

همچنین هر مسیر مکانیزم هایی برای بازخورد منفی و بی حس شدن دارد.

(مکانیزم عمومی فعال شدن پروتئین های اثر کننده مرتبط با گیرنده های جفت شده با G پروتئین: برای توصیف قدم های شکل، متن را بخوانید و توجه کنید که شکل فعال گیرنده و پروتئین اثر کننده در مقایسه با شکل غیر فعال را می توانید مشاهده کنید. )

مکانیزم فعال شدن پروتئین اثر کننده را می توان در 6 قدم توصیف کرد: 

در قدم اول، تا وقتی لیگاند به گیرنده متصل نیست، G پروتئین به صورت تریمری و متصل به GDP است. اتصال لیگاند باعث تغییر صورت بندی گیرنده و اتصال آن به G پروتئین (قدم دوم) می شود. در نتیجه (در قدم سوم) GDP با تغییر صورت بندی G از آن جدا می شود. در واقع گیرنده فعال یک فاکتور تعویض گوانین (GEF) برای این G پروتئین است. در نتیجه (در قدم چهارم) G به GTP متصل می شود.

این اتصال باعث تغییر صورت بندی دیگری در G می شود. این سبب جدا شدن آن از گیرنده و نیز از G/ می شود. در قدم پنجم، G به آهستگی انجام شود یا توسط پروتئین های دیگر (پروتئین های فعال کننده GTPase یا GAP) تسهیل شود، باعث می شود زیر واحدهای G , G و G مجددا به هم متصل شوند و دوباره در وضعیت تریمری (یعنی غیر فعال) قرار بگیرند.

برهمکنش بین گیرنده، G، G/، GAP و اثر کننده غالبا همزمان است و ارتباط های تعاونی پیچیده و گاه متناقضی را نشان می دهد. مثلا G/ در مواردی آزاد شدن GDP از G را مهار می کند و از طرفی، فعالیت تعویض کنندگی گیرنده را تحریک می کند، از طرف دیگر، G می تواند از فعالیت GAP ها جلوگیری کند و باز از طرف دیگر،فسفریله شدن گیرنده را که باعث کاهش پاسخ سلول می شود، تحریک کند. در این میان گاهی پروتئین اثر کننده نیز دارای فعالیت GAP برای G فعال کننده خود است.

ادامه دارد ....

منبع: https://www.google.com

تنظیم کننده: محبوبه همت