Back to chapter

4.11:

جى تي باز ومنظمها

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
GTPases and their Regulation

Languages

Share

جوانوزين ثلاثي الفوسفات جى تى بى قريب من إيه تى بى هو جزيء صغير مهم لتنظيم وظيفة البروتين. بروتينات جى هى بروتينات تُنظم بواسطة الإرتباط بجى تى بى. 00:00:15.850 00:00:19.780 هذه البروتينات لها نشاط جى تى بييز راسخ بمعنى أن عندما الجى تى بى يرتبط بها فإنها تحفز تحلله المائى لجوانوزين ثنائي الفوسفات جى تى بى.تنقسم الى فئتين الفئات الصغيرة والكبيرة. البروتينات جى الصغيرة أو بروتينات جى أحادية الوحدات, هي وحدة بروتين أحادية حيث هذا البروتين ينشط بواسطة مسارات إرسال خلوية مختلفة. وعلى العكس الكبير أو بروتينات ج الثلاثي الوحدات المتغاير, تحتوي على ثلاث وحدات فرعية ويتم تنشيطها بواسطة مستقبلات بروتين ج المقترنة بالغشاء.جى تى بيز تعمل كمحول جزيئي حيث حالة جى دى بى المرتبطة عادة تكون غير نشطة بينما حالة جى تى بى المرتبطة تكون نشطة ارتباط جى تى بى الذى يكون متبوعا بالتحلل المائى للجى تى بى الى جى دى بى, هو جزء من دورة جى تى بى جى دى بى تبدأ الدورة عندما عامل تبادل الجوانين أو جى أيه أف, يحفز تغيير توافقى فى البروتين جى جى دى بى فيتسبب بذلك في تحرير يرتبط بسرعة بمواقع ربط النوكليوتيدات الفارغة, جى تى بى حيث أن جى تى بى وفيرة فى السيتوبلازم. بروتين جى يتحول الآن الى حالته النشطة بربط جى تى بى 00:01:36.820 00:01:39.970 بروتينات جى بها نشاط جى تى بى راسخ لتحليل الجزيء المرتبط ومع ذلك فإن تكسير جى تبى بواسطة الإنزيم تكون عملية بطيئة بدون إشارات خلوية إضافية. لذلك, عندما يحين الوقت للبروتين جى ليكون غيرفعال فإن المنشط جى تى بيز أو جى إيه بى سوف يربط ويعزز نشاط الجىتى بيز للبروتين.تكسّر الى جى دى بى و فوسفات غير عضوى, جى تى بى 00:02:06.970 00:02:10.630 ويعود البروتين جى إلى حالته غير النشطة, استكمالا للدورة

4.11:

جى تي باز ومنظمها

بروتينات ربط النوكليوتيدات في جوانين (بروتينات G) ، والمعروفة أيضًا باسم GTPases، هي فصيلة فائقة من البروتينات التي تنظم العديد من العمليات الخلوية، مثل إشارات الخلية، والنقل الحويصلي، وتنظيم شكل الخلية وحركتها. طفرة أو يمكن أن يؤدي الخلل الوظيفي في هذه البروتينات إلى الإصابة بالأمراض. يوجد حوالي 40.000 بروتين G معروف يمكن تصنيفها على نطاق واسع إلى مجموعتين & #8210 ؛ & #160؛ بروتينات جي صغيرة تتكون من مجال واحد وبروتينات جي متعددة المجالات كبيرة .

تتكون بروتينات G الكبيرة، والمعروفة أيضًا باسم بروتينات G غير المتجانسة، من ثلاث وحدات فرعية & # 8212 ؛ & # 945 ؛ و &#946 ؛ و &#947؛. &#945؛ تحتوي الوحدة الفرعية على مجال محفوظ يتفاعل مع المستقبلات المقترنة ببروتين G للتوسط في إشارات الغشاء

تعتبر بروتينات G الصغيرة وحدة فرعية واحدة وإشارة في جميع أنحاء الخلية في مجموعة متنوعة من المسارات. وهي مقسمة إلى خمس عائلات فرعية على أساس التسلسل والوظيفة & # 8210 ؛ راس ورهو ورب وران وعرف. تؤدي الطفرات في فصيلة راس إلى تكوين أورام سرطانية في الرئتين والقولون والبنكرياس. تنظم فصيلة Rho إعادة تنظيم الأكتين وديناميكيات الهيكل الخلوي للأنابيب الدقيقة. فصيلة راب، أكبر عائلة بروتين G صغيرة ، تنظم نقل الحويصلات وتهريب الأغشية في المسارات الإفرازية والبطانية. &#160؛ تنظم فصيلة ران النقل الخلوي النووي للـ RNA والبروتينات من خلال المسام النووية وتجميع ووظيفة المغزل الانقسامي. وتشارك عائلة Arf الفرعية في نقل الحويصلات وتهريب الأغشية.

يتم تنظيم بروتينات G بواسطة ارتباط GTP/الناتج المحلي الإجمالي ولها نشاط GTPase جوهري، مما يعني أنها يمكن أن تتحلل GTP إلى الناتج المحلي الإجمالي. &#160؛ عندما يكون GTP مرتبطاً، يكون بروتين G في حالة &#8220؛تشغيل&#8221؛، وهذا هو البروتين سوف يعزز شلالات الإشارات في الخلية. &#160؛ عندما يكون الناتج المحلي الإجمالي مقيداً، يكون في حالة &#8220؛إيقاف&#8221؛، مما تسبب في توقف الإشارة. تنظيم تنشيط البروتين G الذي تنظمه عوامل تبادل نيوكليوتيدات الجوانين (GEFs) ، والتي تساعد في تفكك الناتج المحلي الإجمالي ، وبروتينات تنشيط GTPase (GAPs) التي تحفز التحلل المائي لـ GTP. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لمثبطات تفكك الجوانين (GDIs) الارتباط بـ GTPases الصغيرة وتنظيم موقعها في الغشاء أو السيتوبلازم.

Suggested Reading

  1. Mishra, A. K., & Lambright, D. G. (2016). Invited review: Small GTPases and their GAPs. Biopolymers, 105(8), 431–448.
  2. Toma-Fukai, S., & Shimizu, T. (2019). Structural Insights into the Regulation Mechanism of Small GTPases by GEFs. Molecules (Basel, Switzerland), 24(18), 3308.