Question 1

ما هي البروتينات ذات الارتكاز الذيلي وأين تقع؟

Accepted Answer

تُعد البروتينات مثبتة الذيل (TA) فئة متخصصة من بروتينات الغشاء التي تمتلك نطاقاً واحداً كارهًا للماء وعابراً للغشاء عند الطرف الكربوكسيلي (C-terminal)، وهي تمثل ما يتراوح بين 3 و5% من بروتينات الغشاء في حقيقيات النوى. وبخلاف بروتينات الغشاء النموذجية، يقع نطاقها العابر للغشاء على بُعد 30 حمضاً أمينياً تقريباً قبل الطرف الكربوكسيلي، مما يسمح له بالعمل كمثبت وتسلسل إشارة للشبكة الإندوبلازمية في آن واحد. ومن الأمثلة على ذلك Sec61β والسيتوكروم b5.

Question 2

لماذا لا تستطيع جسيمات التعرف على الإشارة توجيه البروتينات مثبتة الذيل إلى الشبكة الإندوبلازمية؟

Accepted Answer

لا يستطيع جسيم التعرف على الإشارة (SRP) توجيه البروتينات ذات الارتكاز الذيلي (TA proteins) إلى الشبكة الإندوبلازمية لأن نطاقها عبر الغشائي يقع عند الطرف الكربوكسيلي (C-terminal) بدلاً من أن يكون بالقرب من الطرف الأميني (N-terminus). وبما أن البروتينات ذات الارتكاز الذيلي يتم تخليقها بالكامل قبل أن يبرز تسلسل الإشارة الخاص بها من الريبوسوم، فإن الإدراج المتزامن مع الترجمة يكون مستحيلاً. وبدلاً من ذلك، تتطلب هذه البروتينات عملية نقل ما بعد الترجمة إلى الشبكة الإندوبلازمية باستخدام مسارات متخصصة مثل نظام GET.

Question 3

كيف يقوم مسار GET بنقل البروتينات ذات الارتساء الذيلي إلى غشاء الشبكة الإندوبلازمية؟

Accepted Answer

يبدأ مسار GET عندما يتعرف بروتين Sgt2، وهو مرافق بروتيني، على النطاق الكاره للماء عند الطرف الكربوكسيلي (C-terminal) لبروتين TA مُصنّع حديثاً. يشكل Sgt2 معقداً سابقاً للاستهداف مع Get4 وGet5 لحجب النطاق الكاره للماء. يتفاعل هذا المعقد بعد ذلك مع إنزيم Get3 ATPase المرتبط بـ ATP، والذي ينقل بروتين TA إلى معقد Get1/Get2 رباعي القسيمات غير المتجانس الموجود على غشاء الشبكة الإندوبلازمية. ويؤدي تحلل ATP بواسطة Get3 إلى إحداث تغيير تشكلي، مما يسمح بإدراج بروتين TA في الغشاء.

Question 4

ما الدور الذي يلعبه إنزيم Get3 ATPase في إدراج البروتينات مثبتة الطرف؟

Accepted Answer

إن Get3 عبارة عن إنزيم ATPase متجانس الثنائيات (homodimeric) يتناوب بين شكلين بنيويين يعتمدان على ATP لنقل شحنة بروتينات TA إلى غشاء الشبكة الإندوبلازمية. وفي حالته المرتبطة بـ ATP، يستقبل Get3 بروتين TA من معقد ما قبل الاستهداف ويوجهه نحو إنزيم الإدخال (insertase) Get1/Get2. وعندما يتم تحلل ATP، يتحول Get3 إلى شكل بنيوي مفتوح، مما يسهل نقل بروتين TA إلى معقد الغشاء. وبعد عملية الإدخال، يتم تدوير Get3 ليعود إلى السيتوسول.

Question 5

ما هي المسارات البديلة لإدراج البروتينات مثبتة الذيل بخلاف مسار GET؟

Accepted Answer

تستخدم بروتينات TA ذات النطاقات شديدة الكره للماء مساراً يعتمد على SRP مقترناً بقناة Sec61 للإدراج الغشائي الجانبي. أما البروتينات ذات نطاقات TA منخفضة الكره للماء فتستخدم إدراجاً غشائياً يتوسطه المرافق الجزيئي باستخدام جزيئات HSP70/40. ويمثل مسار استهداف SND، الذي يتكون من بروتينات SND1 وSND2 وSND3، بديلاً تم اكتشافه حديثاً. وتُظهر هذه المسارات أن مسار GET التقليدي ليس هو النمط الحصري لإدراج بروتينات TA في خلايا الخميرة والثدييات.

Question 6

ما هو التوجه النهائي للبروتين مثبت الذيل بعد إدراجه في غشاء الشبكة الإندوبلازمية؟

Accepted Answer

بعد الإدراج الناجح عبر مسار GET، يمتلك البروتين مثبت الذيل نطاقاً طرفياً نتروجينياً (N-terminal) حراً يمتد في السيتوسول، بينما ينغرس نطاقه الغشائي الطرفي الكربوني (C-terminal) داخل غشاء الشبكة الإندوبلازمية. ويتحقق هذا التوجه لأن النطاق الكاره للماء في الطرف الكربوني لبروتين TA يعمل كمرساة غشائية، مما يضع الجزء الأكبر من البروتين على الجانب السيتوبلازمي لغشاء الشبكة الإندوبلازمية.

Question 7

كيف يعمل معقد Get1/Get2 كإنزيم إدخال للبروتينات ذات المرساة الذيلية؟

Accepted Answer

يعمل المعقد رباعي القسيمات غير المتجانس Get1/Get2 كمدرج غشائي للبروتينات ذات الارتساء الذيلي (TA proteins). حيث يقوم النطاق السيتوزولي لبروتين Get2 أولاً بالتقاط معقد بروتين Get3-TA، ثم يتم تثبيت هذا التفاعل بشكل أكبر بواسطة النطاق السيتوزولي لبروتين Get1. وبمجرد تأمين معقد بروتين Get3-TA عند الغشاء، يؤدي تحلل ATP بواسطة Get3 إلى تحفيز التغير التشكلي اللازم لكي يقوم معقد Get1/Get2 بإدراج البروتين ذي الارتساء الذيلي في الطبقة الدهنية المزدوجة لغشاء الشبكة الإندوبلازمية.

تثبيت البروتينات ُTA (أو البروتينات المثبتة عبر الذيل) في غشاء الشبكة الاندوبلازمية

Browse More Videos