انشطار متقدرة
آلية العمل > بروتين دي آر بيه 1

بروتين دي آر بيه 1 (Drp1) هو عضو في عائلة دينامين من GTPases الكبيرة، المنسوخة من جين دي إن ام إل 1 ويؤدي الربط البديل إلى ما لا يقل عن عشرة أشكال إسوية من بروتين دي آر بيه 1 لتنظيم الانشطار الخاص بالأنسجة. يشارك دي آر بيه 1 في انشطار كل من الميتوكوندريا والبيروكسيسومات. يحتوي بروتين دي آر بيه 1 أحادي القسيمة المطوي على أربع مناطق: الرأس والعنق والساق والذيل. المجال الرئيسي هو مجال بروتين G. يتكون العنق من ثلاثة عناصر إشارات حزمية (BSEs). يتكون الجذع الذي يشكل ساق البروتين، من وحدتين تشاركان في ثلاثة تفاعلات مختلفة للواجهة. يسمح تفاعل واجهة واحدة لأحاديي القسيمة بالارتباط في ثنائيات يُعَزَّيز تجميعها في بقع كارهة للماء في سيقان كل بروتينات دي آر بيه 1. يسمح تفاعل آخر بربط أزواج ثنائية في رباعيات، ويسمح التفاعل الثالث للرباعي بالارتباط بقليلة القسيمات ذات رتبة أعلى. بينما لا يترجم بروتين دي آر بيه 1 إلى غشاء الميتوكوندريا، إلا أنه قادر على الارتباط بغشاء الميتوكوندريا عبر التفاعل مع العديد من البروتينات محولة الإشارة. في خلايا الخميرة (التي تعد نموذجًا شائعًا لدراسة انشطار الميتوكوندريا)، يعد البروتين المحول بروتين إنشطار الميتوكنرديا 1 (إف آي إس 1) بروتينًا غشائيًا خارجيًا ويرتبط ببروتين تقسيم الميتوكوندريا 1 (إم دي في 1) و بروتين سي إيه إف 1 الذي يقوم بدوره بتجنيد بروتين دي آر بيه 1. لا يلعب بروتين إف آي إس 1 الخاص بالثدييات دورًا في الانشطار ولكنه يشارك في عملية البلعمة الذاتية الميتوكوندريا. في الخلايا البشرية، توجد أربعة بروتينات محول لدي آر بيه 1، وهي إف آي إس 1 و إم آي دي 49 و إم آي دي 51 و إم إف إف. في المقابل، عندما يرتبط إم آي إف 1 ببروتين دي آر بيه 1 قد يمنع انشطار الميتوكوندريا، وبالتالي يحول التوازن نحو اندماج الميتوكوندريا. يحدث تنظيم دي آر بيه 1 من خلال فسفرة مخلفات إس إي آر 616 و إس إي آر 637. تعزز الفسفرة في إس إي آر 616 نشاط دي آر بيه 1 وبالتالي الانشطار، في حين أن الفسفرة في إس إي آر 637 تمنع دي آر بيه 1. الكالسينيورين قادر على إزالة الفسفرة من موقع إس إي آر 637، ويُتشط عن طريق ارتفاع مستويات أيونات الكالسيوم.
تشكل الميتوكوندريا موقع اتصال مع الشبكة الإندوبلازمية، وترتبط الشبكة بدورها بالميتوكوندريا لتشكيل مواقع تضييق مسبقة ضرورية ولكنها غير كافية لحدوث انشطار الميتوكوندريا. الفورمين المقلوب 2 (INF2)، وهو بروتين موضعي في الشبكة الإندوبلازمية، وبمساعدة بروتين إس به آي آر إي 1 سي (SPIRE1C) المترجمة على الميتوكوندريا، يتسبب في بلمرة الأكتين حيث تتقاطع حزم الأكتين بشكل قطري مع بعضها البعض، وتجنيد الميوسين، مما يساعد في توطين دي آر بيه 1 في الميتوكوندريا. تعد حزم الأكتين بحد ذاتها مستودعات لبروتينات دي آر بيه 1 ولذا فإن بلمرتها تساعد أيضًا في توفير مجموعة من بروتينات دي آر بيه 1 لتتجمع في الميتوكوندريا. تساعد بلمرة الأكتين أيضًا على تحفيز تدفق أيونات الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية إلى الميتوكوندريا، مما يؤدي إلى إزالة الفسفرة من بقايا إس إي آر 637 على دي آر بيه 1، ثم الفصل الذي يشق الغشاء الداخلي للميتوكوندريا (قبل تقسيم العضية ككل، ومن غير المعروف حاليًا ما إذا كان انقسام الغشاء الداخلي والخارجي يتطابق مع الآخر). يشكل دي آر بيه 1 في الغالب حلقات من 16 أحادي القسيمة حول غشاء الميتوكوندريا، وهذا بدوره يضيق الغشاء بعمق. يمكن للعديد من حلقات دي آر بيه 1 المكونة من 16 وحدة تجميع وتشكيل هياكل حلزونية تنقل غشاء الميتوكوندريا. ستواجه الحلقات القريبة من دي آر بيه 1 تفاعلات بين نطاقات G (أو تفاعلات G-G). تعيد تفاعلات G-G مواقع التحفيز لتسبب التحلل المائي لثلاثي فوسفات الغوانوزين، ويؤدي التحلل المائي لثلاثي فوسفات الغوانوزين إلى تغييرات توافقية تساعد بشكل أكبر في الفصل النهائي في موقع الانقباض لإنتاج اثنين من الميتوكوندريا المختلفة. العملية الدقيقة التي يحدث من خلالها الفصل النهائي ليست مفهومة بالكامل بعد.