اصطلاح G پروتئین ها به یک گروه ناهمگن از پروتئین ها گفته می شود که می توانند نوکلئوتیدهای گوانوزین دی فسفات (GDP) و گوانوزین تری فسفات (GTP) را متصل کنند. آنها عملکرد انتقادی در انتقال و "ترجمه" سیگنالهای خارج سلول به داخل سلول دارند. متصل به غشا ، هتروتریمریک G پروتئین ها واسطه هایی بین فضای خارج سلول و داخل سلول هستند و به اصطلاح پروتئین های کوچک G که در سیتوزول سلول ها قرار دارند ، انتقال سیگنال ها را در داخل سلول تضمین می کنند.
پروتئین G چیست؟
G پروتئین ها، همچنین به عنوان GTPase شناخته می شود ، نمایانگر یک گروه ناهمگن از پروتئین ها است که نقشی حیاتی در انتقال سیگنالهای خارج سلول به داخل سلول دارند. تمام پروتئین های G با توانایی خود در اتصال نوکلئوتیدهای GTP و GDP مشخص می شوند. آنها را می توان به دو گروه اصلی پروتئین های G هتروتریمریک متصل به غشا و به اصطلاح پروتئین های G مونومریک کوچک تقسیم کرد. پروتئین های G مونومر در سیتوزول سلول ها قرار دارند و به عنوان پیام رسان های دوم برای انتقال سیگنال در سلول عمل می کنند. پروتئین های G متصل به غشا از زیر واحد های آلفا ، بتا و گاما تشکیل شده است. در حالت غیرفعال ، تولید ناخالص داخلی به زیر واحد آلفا محدود است. یک محرک (سیگنال) خارج سلولی فرایندی را آغاز می کند که در آن تولید ناخالص داخلی با GTP جایگزین می شود و همزمان تفکیک بین زیر واحد آلفا و زیر واحد بتا گاما اتفاق می افتد. دو زیر واحد بتا و گاما به عنوان واحد عملکردی فعال در فرایندهای بعدی به عنوان زیرواحد بتا با هم باقی می مانند. بنابراین ، جایگزینی تولید ناخالص داخلی با GTP مربوط به تغییر حالت از وضعیت غیرفعال غیرفعال به حالت روشن فعال است.
عملکرد ، کنش و نقش ها
سلولهای انسانی مانند سلولهای حیوانی توسط a محافظت می شوند غشای سلولی که به راحتی قابل نفوذ برای بزرگ نیست مولکول ها یا بیماری زا میکروب ها. از یک طرف ، غشای سلولی محافظت از سیتوزول داخلی و هسته را فراهم می کند. از طرف دیگر ، این می تواند مشکلی برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات لازم بین سلولها ، درون سلول و فضای خارج سلول و درون سلول باشد. عملکرد اصلی پروتئین های G هتروتریمریک غشایی ، که حدود 21 زیر واحد مختلف آلفا از آنها شناخته شده است ، انتقال سیگنال از فضای خارج سلول به داخل سلول است. انتقال سیگنال برای انتقال سیگنال ها و ترجمه "دستورالعمل های" خاص به فرایندهای متابولیک سلولی ضروری است. این مسئله دریافت پیامهای مهمی است كه از خارج از طریق مواد پیام رسان به سلول منتقل می شوند ، هورمون یا انتقال دهنده های عصبی ، ترجمه آنها به عنوان "دستورالعمل های کار" برای سلول و تحویل آنها در داخل سلول به پیام رسان های دوم که انتقال بیشتر درون سیتوزول را تضمین می کند. همچنین ، روند انتقال نقش مهمی در انتقال برخی محرک های حساس مانند بینایی ، شنوایی ، طعم و بو. انتقال سیگنال برای عملکرد برخی از مدارهای نظارتی که از طریق آنها دمای بدن انجام می شود ، به همان اندازه مهم است. خون فشار، قلب عملکرد و بسیاری دیگر از پارامترهای ناخودآگاه کنترل می شوند. به بیان ساده ، پروتئین های G هتروتریمریک در لنگرگاه لنگر می اندازند غشای سلولی سایت پاکسازی فعال برای مواد سیگنالینگ را تجسم می بخشد ، که به شکل تبدیل شده به پروتئین های کوچک G داخل سلول منتقل می شود که به عنوان پیام رسان دوم عمل می کنند. پروتئین های کوچک G ، که بیش از 100 شکل مختلف از آنها شناخته شده است ، کارهای مختلفی را در سلول انجام می دهند. به عنوان مثال ، آنها در تنظیم ژن بیان ، سازمان اسکلت سلولی ، انتقال مواد بین هسته و سیتوپلاسم و تبادل مواد با لیزوزومها و تکثیر سلولی.
شکل گیری ، وقوع ، خصوصیات و مقادیر بهینه
بلوک های اساسی ساخت پروتئین های G ، مانند سایر پروتئین ها ، به اصطلاح پروتئین زایی تشکیل می شود اسیدهای آمینهکه از این تعداد 23 نفر تاکنون شناخته شده اند. در حالی که متابولیسم سلولی قادر به سنتز بیشتر است اسیدهای آمینه به خودی خود ، چند آمینو اسید که به عنوان ضروری تعیین شده اند ، باید با غذا مصرف شوند. مونتاژ پروتئین ها یا از ابتدا با اتصال رشته ای صورت می گیرد اسیدهای آمینه در توالی از پیش تعیین شده ژنتیکی یا با مونتاژ قطعات موجود پروتئینهای زنجیره بلند نیمه تجزیه شده. این قطعات همچنین می توانند از پپتیدها یا پلی پپتیدها تشکیل شوند که طبق تعریف ، کمتر از 100 آمینو تشکیل شده است. اسیدها. سنتز پروتئین های G در هر سلول جداگانه در فرایندهای پیچیده و بر اساس سلول صورت می گیرد ژن بخشهایی که قبلاً در mRNA کپی شده اند و توالی اسیدهای آمینه هر پروتئین را مشخص می کنند. از آنجا که پروتئین های G در تنوع آنها عملاً در تمام فرآیندهای کنترل و نظارتی هر سلول درگیر هستند ، و از آنجا که نسبت بین حالت های فعال و غیرفعال بسیار پویاست ، یک عکس از آنها غلظت یا فعالیت در سلولها امکان پذیر نیست و معنی دار نخواهد بود. اینکه آیا کل پروتئین های G در شبکه در حال انجام کار "عادی" هستند ، فقط به طور غیر مستقیم می توان از طریق آن ارزیابی کرد سلامت وضعیت.
بیماری ها و اختلالات
پروتئین هایی که بخشی عملکردی یا فعال کننده از آنزیم ، هورمون یا موجودیت عملکردی دیگری هستند به دلیل نقص در توالی اسیدهای آمینه در معرض خطر از دست دادن عملکرد قرار دارند و باعث می شود آنزیم یا هورمون بخشی از عملکرد خود را از دست بدهد. در بیشتر موارد "نقص پروتئین" ، مربوطه وجود دارد ژن کاستی. جهش یک قطعه ژنی منجر به مشخصات نادرست توالی اسید آمینه و در نتیجه ساخت ناقص پروتئین مربوطه می شود. پروتئین های G از چنین خطاهای تعیین شده ژنتیکی در نقشه ساختمان در امان نیستند. با این حال ، اگر خطا در گیرنده های جفت شده پروتئین G واقع شود ، تلفات عملکردی پروتئین های G نیز رخ می دهد. در هر دو مورد ، کاهش توانایی در انتقال سیگنال ها باعث ایجاد یا کمک به یک بیماری خاص می شود. بیماری های مرتبط با اختلال در عملکرد پروتئین G شامل سودو هیپو پاراتیروئیدیسم ، آکرومگالی، آدنوم تیروئید بیش از حد عملکرد ، تومورهای تخمدان و چندین مورد دیگر.
