ترانسدوسين

يفترض ضمنيًا أن الوحدات الفرعية α و β و γ موجودة بنفس التركيز في البروتينات G. ومع ذلك، تشير الأدلة إلى وجود كميات أكبر من Tβ _و Tγ _{مقارنةً} بـ _Tα في القطع الخارجية للخلايا العصوية (ROS). ^{[ 9 ]} وقد استُنتج أن فائض Tβ _و Tγ _يسبح بحرية في القطع الخارجية للخلايا العصوية، على الرغم من عدم قدرته على الارتباط بـ Tα _في أي وقت. أحد التفسيرات المحتملة لفائض Tβγ _هو زيادة توافر Tα _لإعادة الارتباط. وبما أن Tβγ _ضروري لارتباط الترانسدوسين، فإن استعادة التكوين غير المتجانس ثلاثي الوحدات قد يؤدي إلى ارتباط أسرع بجزيء GTP آخر، وبالتالي تحويل ضوئي أسرع. ^{[ 9 ]}

على الرغم من الإشارة إلى أن Tβγ ضروري لارتباط Tα _{بالرودوبسين ،} إلا أن هناك أدلة تشير إلى أن Tβγ _قد يكون له دور حاسم، وربما مباشر، في تبادل النيوكليوتيدات أكثر مما كان يُعتقد سابقًا. فقد وُجد أن الرودوبسين يُحدث تغييرًا بنيويًا في الطرف الكربوكسيلي للوحدة الفرعية Tγ _. وينظم هذا التغيير في نهاية المطاف تبادل النيوكليوتيدات التغايري على Tα _. ويمكن أن يكون هذا النطاق منطقة رئيسية للتفاعلات مع الرودوبسين، ولتنظيم الرودوبسين لتبادل النيوكليوتيدات على Tα _. وكان يُعتقد أن تنشيط بروتين G المتحول بواسطة الرودوبسين يتم عبر آلية الرافعة. ^{[ 10 ] [ 11 ]} ويؤدي ارتباط الرودوبسين إلى تكوين حلزون عند الطرف الكربوكسيلي لـ Tγ _، مما يُقرب طرفي Tγ _{الكربوكسيليين} من Tα _لتسهيل تبادل النيوكليوتيدات. يمكن _لـ Tα تسريع معدل تنشيط بروتين كيناز A المحفز بانقطاع الضوء نتيجة ارتباطه بالرودوبسين . ^{[ 12 ]} كما يحقق الترانسدوسين التنشيط الوظيفي الكامل عند ارتباطه بالرودوبسين المنشط . ^{[ 13 ]}

_{تؤدي الطفرات في هذا النطاق إلى إلغاء تفاعل الرودوبسين-ترانسدوسين. وقد يكون هذا التحول البنيوي في الوحدة الفرعية γ} من البروتين G محفوظًا في عائلة الوحدات الفرعية γ من البروتين G. ^{[ 7 ]}

يؤدي تنشيط الترانسدوسين في النهاية إلى تحفيز جزيء المؤثر البيولوجي، وهو فوسفودايستراز cGMP، وهو عبارة عن قليل الوحدات يتكون من وحدات فرعية α و β ووحدتين فرعيتين مثبطتين γ. ^{[ 14 ]} تُعد الوحدتان الفرعيتان α و β الأكبر وزنًا جزيئيًا، وتشكلان الجزء التحفيزي من إنزيم فوسفودايستراز.

في نظام التحويل الضوئي، يرتبط البروتين Tα المرتبط بـ GTP _{بالوحدة} الفرعية γ لإنزيم فوسفودايستراز (PDE). هناك آليتان مقترحتان لتنشيط PDE. تقترح الأولى أن البروتين Tα المرتبط بـ GTP _يُحرر الوحدة الفرعية γ من الوحدات الفرعية التحفيزية لتنشيط عملية التحلل المائي. ^{[ 15 ]} أما الآلية الثانية، وهي الأرجح، فتقترح أن الارتباط يُسبب إزاحة موضعية للوحدة الفرعية γ، مما يُتيح وصولًا أفضل للوحدة الفرعية التحفيزية لتحلل cGMP. يقوم نشاط GTPase للبروتين Tα _بتحليل GTP إلى GDP ويُغير من بنية الوحدة الفرعية Tα _، مما يزيد من قدرتها على الارتباط بالوحدتين الفرعيتين α و β على PDE. يؤدي ارتباط Tα _بهاتين الوحدتين الفرعيتين الأكبر حجمًا إلى تغيير بنيوي آخر في PDE، ويُثبط قدرة الوحدة الفرعية التحفيزية على التحلل المائي. قد يكون موقع الارتباط هذا على الوحدة الجزيئية الأكبر مجاورًا مباشرة لموقع ارتباط T _α على الوحدة الفرعية γ. ^{[ 15 ]}

على الرغم من أن الآلية التقليدية تتضمن تنشيط إنزيم فوسفودايستراز (PDE) بواسطة Tα المرتبط بـ GTP _، فقد ثبت أيضًا أن Tα المرتبط بـ GDP لديه القدرة على تنشيط PDE. تُظهر تجارب تنشيط PDE في الظلام (بدون وجود GTP) تنشيطًا طفيفًا ولكنه قابل للتكرار. _[ 16 ^{] يمكن تفسير} ذلك بتنشيط PDE بواسطة Tα الحر المرتبط بـ GDP _. مع ذلك، يبدو أن ألفة الوحدة الفرعية γ لإنزيم PDE لـ Tα المرتبط بـ GDP _أقل بحوالي 100 ضعف من ألفتها لـ Tα المرتبط بـ GTP _. [ ^{17 ] لا} تزال الآلية التي ينشط بها Tα المرتبط بـ GDP _إنزيم PDE غير معروفة، ولكن يُعتقد أنها مشابهة لتنشيط PDE بواسطة Tα المرتبط بـ _GTP . ^{[ 16 ]}

لمنع تنشيط إنزيم فوسفودايستراز (PDE) في الظلام، ينبغي الحفاظ على تركيز Tα المرتبط بـ GDP عند الحد الأدنى. ويبدو أن هذه المهمة تقع على عاتق Tβγ _{للحفاظ على ارتباط Tα} المرتبط بـ GDP في صورة هولوترانسدوسين. ^{[ 16 ]}

لتعطيل إنزيم PDE، يُعد تحلل جزيء GTP المرتبط بواسطة Tα _{ضروريًا} لتعطيل Tα _وإعادة الترانسدوسين إلى حالته الأساسية. مع ذلك، قد لا يكون تحلل GTP وحده كافيًا لتعطيل PDE. وهنا يبرز دور Tβγ مجددًا في تعطيل PDE. _[ ^{16 ] يُسهّل} إضافة Tβγ _تثبيط الجزء التحفيزي من PDE لارتباطه بمركب Tα _{- GTP. لا يستطيع الترانسدوسين المُعاد ارتباطه الارتباط بـ PDE بعد ذلك. هذا يُحرر PDE ليرتبط مجددًا بالرودوبسين المُحلل ضوئيًا ويعيده إلى حالته الأولية في انتظار التنشيط بواسطة Tα} آخر مرتبط بـ GTP . ^{[ 15 ]}