transdüsin - Transducin
Transdusin (G t ) a, proteinin , doğal olarak ifade içinde omurgalı retina çubuk ve koni ve çok önemli olan , omurgalı fototransdüksiyon . Çubuk ve koni fotoreseptörlerinde farklı α alt birimlerine sahip bir tür heterotrimerik G-proteinidir .
Işık, rodopsin'de konformasyonel değişikliklere yol açar, bu da transdusinin aktivasyonuna yol açar. Transdusin , cGMP'nin parçalanmasıyla sonuçlanan fosfodiesterazı aktive eder . Flaş tepkisinin yoğunluğu, aktive edilen transdusin sayısı ile doğru orantılıdır.
Fototransdüksiyonda işlev
Transdusin, rodopsin parçası retina tarafından bir fotonun absorpsiyonunun neden olduğu rodopsin'de konformasyonel bir değişiklik olan metarhodopsin II tarafından aktive edilir . Işık, retinanın 11-cis'ten all-trans'a izomerleşmesine neden olur. İzomerizasyon, opsin'de metarhodopsin II'ye dönüşen bir değişikliğe neden olur. Metarodopsin, transdusini aktive ettiğinde , a alt ünitesine (T a ) bağlı guanozin difosfat (GDP) , sitoplazmadan guanozin trifosfat (GTP) ile değiştirilir. α alt birimi, βγ alt birimlerinden ayrılır (T βγ .) Aktive edilmiş transdusin α-alt birimi, cGMP fosfodiesterazı aktive eder. cGMP fosfodiesteraz , cGMP kapılı katyon kanallarını açan hücre içi bir ikinci haberci olan cGMP'yi parçalar. Fosfodiesteraz, cGMP'yi 5'-GMP'ye hidrolize eder. cGMP konsantrasyonundaki azalma, katyon kanallarının açılmasının azalmasına ve ardından membran potansiyelinin hiperpolarizasyonuna yol açar .
α-alt birime bağlı GTP GDP'ye hidrolize edildiğinde transdusin devre dışı bırakılır. Bu işlem, bir RGS ( G-protein sinyalleme Düzenleyicisi ) -proteini ve efektörün gama-alt birimi olan siklik GMP Fosfodiesteraz içeren bir kompleks tarafından hızlandırılır .
aktivasyon mekanizması
Transdusinin T a alt birimi üç fonksiyonel alan içerir: biri rodopsin/T β γ etkileşimi için, biri GTP bağlanması için ve sonuncusu cGMP fosfodiesteraz aktivasyonu için.
Fototransdüksiyon için odak T α üzerinde olmasına rağmen , T β , rodopsinin transdusine bağlanması için çok önemlidir. Rodopsin / T βγ bağlama alanı içeren bir amino ve karboksil terminali T a . Amino terminali, rodopsin için etkileşim bölgesidir , karboksil terminali ise Tβy bağlanması için olandır . Amino terminali, transdusin molekülünün rodopsin tarafından aktivasyonu için karboksil terminaline sabitlenebilir veya çok yakın olabilir.
Fotolize rodopsin ile etkileşim, GTP için GSYİH'nın hızlı değişimini sağlamak için GTP bağlama bölgesini açar. Bağlanma bölgesi, fotolize rodopsin yokluğunda kapalı konformasyondadır. Normalde kapalı konformasyonda, bağlanma bölgesinin yakınında bulunan bir a sarmalı , GTP/GDP değişimini engelleyen bir konumdadır. T bir düzen değişikliği a fotolizlendi rodopsin ile GTP bağlayıcı site açma sarmalın eğilmesini neden olur.
GTP GDP'ye değiştirildikten sonra GTP-T a fotolizlendi rodopsin ile ilgili ayrışma ve T: kompleks iki önemli değişikliğe uğrar βγ alt birimi ve fosfodiesteraz (PDE) maruz gizli PDE ile etkileşim için bağlanma bölgesi içerir. GTP'nin bağlanmasıyla transdusin'de başlatılan konformasyonel değişiklikler, PDE bağlanma bölgesine iletilir ve bunun PDE'ye bağlanmak üzere açığa çıkmasına neden olur. GTP-kaynaklı konformasyonel değişiklikler de rodopsin / T bozabilir βγ GTP-T, ayrışma bağlanma sitesi ve öne α kompleksi.
T βγ karmaşık
G-proteinleri için temel varsayım, α, β ve γ alt birimlerinin aynı konsantrasyonda mevcut olmasıdır. Bununla birlikte, var olan kanıt yoktur, daha çok T β ve T, γ T daha a çubuk dış bölümlerin (ROS) 'de. Fazla T β ve T γ'nin , herhangi bir zamanda T α ile ilişkilendirilemese de, ROS'ta serbestçe yüzdüğü sonucuna varılmıştır . Fazla T βγ için olası bir açıklama, T α'nın yeniden bağlanması için artan kullanılabilirliktir . T yana βγ transducin bağlanması için çok önemlidir, heterotrimer konformasyon yeniden kazanılması daha hızlı daha hızlı fototransdüksiyon böylece başka GTP molekülüne bağlanması ve yol açabilir.
T rağmen βγ T önemli olduğu söz edilmiştir α rodopsin bağlanma T olduğuna dair kanıtlar da vardır βγ daha önce düşünüldüğünden daha nükleotid karşılığında önemli bir, ve muhtemelen doğrudan bir rolü olabilir. Rodopsinin, T γ alt biriminin karboksil terminalinde spesifik olarak bir konformasyonel değişime neden olduğu bulundu . Bu değişiklik nihai olarak T a üzerindeki allosterik nükleotid değişimini düzenler . Bu alan, rodopsin ile etkileşimler için ve rodopsin için T a üzerindeki nükleotid değişimini düzenlemek için ana alan olarak hizmet edebilir . G protein transdusinin rodopsin tarafından aktivasyonunun kaldıraç mekanizması ile ilerlediği düşünülmüştür. Rodopsin bağlanması, T γ üzerindeki karboksil terminalinde sarmal oluşumuna neden olur ve T γ karboksil ve T α'yı getirir . Nükleotit değişimini kolaylaştırmak için karboksil terminalleri birbirine daha yakındır.
Bu alandaki mutasyonlar, rodopsin-transdusin etkileşimini ortadan kaldırır. T y'deki bu konformasyonel anahtar , G protein y alt birim ailesinde korunabilir.
cGMP fosfodiesteraz ile etkileşim ve deaktivasyon
Transdusin aktivasyonu sonuçta biyolojik efektör molekül cGMP fosfodiesterazın, a, β ve iki inhibitör y alt birimine sahip bir oligomerin uyarılmasıyla sonuçlanır. α ve β alt birimleri, daha büyük moleküler ağırlıklı alt birimlerdir ve PDE'nin katalitik kısmını oluşturur.
Fototransdüksiyon sisteminde, GTP'ye bağlı-T α bağlar PDE γ alt birimine. PDE'nin aktivasyonu için önerilen iki mekanizma vardır. İlki, GTP'ye bağlı T a'nın hidrolizi etkinleştirmek için katalitik alt birimlerden PDE y alt birimini serbest bırakmasını önerir . İkinci daha olası mekanizma, bağlanmanın γ alt biriminin konumsal bir kaymasına neden olduğunu ve bu da cGMP hidrolizi için katalitik alt birimin daha iyi erişilebilirliğine izin verdiğini öne sürer. T α'nın GTPaz aktivitesi, GTP'yi GDP'ye hidrolize eder ve T α alt biriminin konformasyonunu değiştirerek , PDE üzerindeki α ve β alt birimlerine bağlanma afinitesini arttırır. Ta'nın bu daha büyük alt birimlere bağlanması, PDE'de başka bir konformasyonel değişiklik ile sonuçlanır ve katalitik alt birimin hidroliz kabiliyetini engeller. Daha büyük moleküler alt birim üzerindeki bu bağlanma bölgesi, y alt birimi üzerindeki T a bağlanma bölgesine hemen bitişik olabilir .
Geleneksel mekanizma, GTP'ye bağlı T a tarafından PDE'nin aktivasyonunu içermesine rağmen, GDP'ye bağlı T a'nın da PDE'yi aktive etme yeteneğine sahip olduğu gösterilmiştir. Karanlıkta (GTP olmadan) PDE aktivasyonu deneyleri, küçük fakat tekrarlanabilir PDE aktivasyonu gösterir. Bu, serbest GDP'ye bağlı T a ile PDE'nin aktivasyonu ile açıklanabilir . PDE γ alt birim afinite GDP-bağlı T a , ancak, GTP'ye bağlı T daha küçük olarak 100 kat ile ilgili olduğu görülmektedir a . GDP'ye bağlı T a'nın PDE'yi aktive ettiği mekanizma bilinmemektedir, ancak bunun PDE'nin GTP'ye bağlı T a tarafından aktivasyonuna benzer olduğu tahmin edilmektedir .
PDE'nin karanlıkta aktivasyonunu önlemek için GDP'ye bağlı T a konsantrasyonu minimumda tutulmalıdır. Bu iş, GDP'ye bağlı T a'yı holotransdusin formunda bağlı tutmak için T βγ'ya düşüyor gibi görünüyor .
Deaktivasyon için, T a tarafından bağlı GTP'nin hidrolizi, T a deaktivasyonu ve transdusinin bazalına dönmesi için gereklidir . Bununla birlikte, GTP'nin basit hidrolizi, PDE'yi devre dışı bırakmak için mutlaka yeterli olmayabilir. T βγ , PDE deaktivasyonunda önemli bir rol ile burada tekrar devreye girer. T y ilavesi , T a -GTP kompleksine bağlandığı için PDE katalitik yarımının inhibisyonunu kolaylaştırır . Yeniden ilişkili transdusin formu artık PDE'ye bağlanamaz. Bu, PDE'yi fotolize edilmiş rodopsin ile yeniden eşleşmesi ve PDE'yi başka bir GTP'ye bağlı T a tarafından aktivasyonu beklemesi için ilk durumuna döndürmesi için serbest bırakır .
genler
Referanslar
Dış bağlantılar
- ABD Ulusal Tıp Kütüphanesinde Transducin Tıbbi Konu Başlıkları (MeSH)
