بروتين Gap-43

البروتين المرتبط بالنمو 43 ( GAP43 ، نيورومودولين ) هو بروتين مشفر بواسطة جين GAP43 ^{[ 5 ]} في البشر.

يُطلق على GAP43 اسم بروتين "النمو" أو "اللدونة" لأنه يتم التعبير عنه بمستويات عالية في مخاريط النمو العصبي أثناء التطور ^{[ 6 ]} وتجديد المحاور العصبية، ويتم فسفرته بعد التنشيط طويل الأمد وبعد التعلم.

يُعدّ GAP43 مكونًا أساسيًا للمحور العصبي والنهاية قبل المشبكية . وتؤدي طفرته الصفرية إلى الوفاة في غضون أيام بعد الولادة، بسبب عيوب في توجيه المحور العصبي. ^{[ 7 ]}

يُشار إلى GAP43 أيضًا باسم:

• البروتين F1
• نيورومودولين
• البروتين الفسفوري العصبي B-50
• بروتين الغشاء المحوري GAP-43
• البروتين الرابط للكالمودولين P-57
• الببتيد GAP43 المرتبط بنمو الأعصاب
• البروتين 43 المرتبط بنمو الخلايا العصبية

يُعدّ GAP43 بروتينًا سيتوبلازميًا يرتبط بالغشاء عبر تسلسل بلمرة مزدوج على السيستين 3 و4. يُوجّه هذا التسلسل GAP43 إلى الحويصلات الدهنية . وهو ركيزة رئيسية لبروتين كيناز C ( PKC )، ويُعتقد أنه يلعب دورًا محوريًا في تكوين المحاور العصبية وتجديدها ومرونتها. ^{[ 8 ] [ 9 ]} لا يقتصر دور GAP-43 في نمو الجهاز العصبي المركزي على تأثيراته على المحاور العصبية فحسب، بل هو أيضًا أحد مكونات الجسيم المركزي ، وتُظهر الخلايا العصبية المتمايزة التي لا تُعبّر عن GAP-43 خللًا في تموضع الجسيم المركزي والمغزل الانقسامي ، لا سيما في انقسامات الخلايا العصبية. ونتيجةً لذلك، في المخيخ ، لا يتوسع مخزون الخلايا السلفية العصبية بشكل طبيعي، ويكون المخيخ أصغر حجمًا بشكل ملحوظ. ^{[ 10 ]}

استخدمت عدة مختبرات مختلفة، تدرس البروتين نفسه، والذي يُعرف الآن باسم GAP43، أسماءً مختلفة في البداية. فقد سُمّي F1، ثم B-50، ثم GAP43، ثم pp46، وأخيرًا نيورومودولين، ويعكس كل اسم وظيفة مختلفة للجزيء نفسه. ^{[ 11 ]} تم تحديد موقع F1 في المشابك العصبية، وزادت فسفرته بعد يوم واحد من التعلم. ومع ذلك، لم يكن F1 معتمدًا على كيناز cAMP. تم تنظيم B-50 بواسطة ببتيد الغدة النخامية ACTH، وارتبط بسلوك التنظيف الذاتي. أما GAP-43، فقد صُنِّف كبروتين مرتبط بالنمو لأن تخليقه ازداد أثناء تجدد المحاور العصبية. تركز pp46 في مخاريط نمو الخلايا العصبية، وبالتالي يُفترض أن له دورًا مهمًا في نمو الدماغ. أما نيورومودولين ، فقد ثبت أنه يرتبط بالكالمودولين بقوة.

يُعدّ GAP43، وهو الاسم المُختار بالإجماع ^{[ 11 ]} ، بروتينًا يرتبط بالغشاء عبر تسلسل بلمرة مزدوج على السيستين 3 و4، مع إمكانية وجوده في السيتوبلازم بشكل غير مرتبط . يُتيح هذا التسلسل المزدوج ارتباط فوسفاتيديل إينوزيتول 4،5-ثنائي الفوسفات (PIP2 ₎ بالأكتين، مما يُسهّل بلمرة الأخير وبالتالي تنظيم بنية الخلية. قد يحدث هذا داخل حويصلة دهنية لتقسيم حركة الأرجل الخيطية وتحديد موقعها في مخاريط النمو في أدمغة الأطفال النامية، وقد يُعيد أيضًا تشكيل النهايات قبل المشبكية في البالغين بطريقة تعتمد على النشاط. يُعدّ GAP-43 أيضًا ركيزة لبروتين كيناز C (PKC). تُنظّم فسفرة السيرين-41 على GAP-43 بواسطة PKC تكوين المحاور العصبية وتجديدها واللدونة المشبكية. ^{[ 8 ]}

نظراً لارتباط GAP43 وقدرته على الارتباط بعدد من الجزيئات المختلفة، بما في ذلك PKC وPIP2 والأكتين _{والكالمودولين} والسبكترين والبالميتات والسينابتوفيزين والأميلويد وبروتين تاو ، فمن المفيد اعتبار GAP43 بروتيناً مُحَوِّلاً يقع داخل الطرف العصبي في مُركَّب فوق جزيئي يُنظِّم وظائف الطرف قبل المشبكي، ولا سيما التواصل ثنائي الاتجاه مع العملية بعد المشبكية. ويتحقق دوره المهم في الذاكرة وتخزين المعلومات من خلال آلياته البيولوجية الخلوية المتمثلة في الفسفرة والبلمطة والتفاعل بين البروتينات وإعادة التشكيل البنيوي عبر بلمرة الأكتين.

يعاني البشر الذين لديهم حذف في أحد أليلي جين GAP43 من عدم تكوين الوصلات الدماغية الأمامية، ويعانون من إعاقة ذهنية. ^{[ 12 ] [ 13 ]}

• بروتين Gap-43+ في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• ihop-net, Growth associated protein 43Archived 2008-04-06 at the Wayback Machine
• NCBI