بروتين ناقل الميتوكوندريا الدماغي 1

بروتين ناقل الميتوكوندريا الدماغي 1 هو بروتين يتم ترميزه في البشر بواسطة جين SLC25A14 . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

بروتينات فصل الميتوكوندريا (UCP) هي أعضاء في عائلة أكبر من بروتينات نقل الأنيونات الميتوكوندرية (MACP). تفصل بروتينات UCP عملية الفسفرة التأكسدية عن تخليق ATP ، حيث تُبدد الطاقة على شكل حرارة، وهو ما يُعرف أيضًا بتسرب البروتونات الميتوكوندري. تُسهّل بروتينات UCP نقل الأنيونات من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا إلى الغشاء الخارجي، وعودة البروتونات من الغشاء الخارجي إلى الغشاء الداخلي. كما أنها تُقلل من جهد غشاء الميتوكوندريا في خلايا الثدييات. يوجد تخصص نسيجي لبروتينات UCP المختلفة، والطرق الدقيقة التي تنقل بها هذه البروتينات أيونات الهيدروجين (H+) وأيونات الهيدروكسيل (OH-) غير معروفة. تحتوي بروتينات UCP على المجالات البروتينية الثلاثة المتماثلة لبروتينات MACP. يُعبر عن هذا الجين على نطاق واسع في العديد من الأنسجة، مع أعلى وفرة في الدماغ والخصيتين. يحتوي ناتج الجين على مجال كاره للماء في الطرف الأميني (N-terminal) غير موجود في بروتينات UCP الأخرى. تم اكتشاف نوعين من المتغيرات الناتجة عن التضفير لهذا الجين. ^{[ 6 ]}

تلعب بروتينات فصل الميتوكوندريا دورًا هامًا في الجينوم البشري، وكذلك في جينومات النباتات، والكائنات بدائية النواة، والفطريات، وغيرها من حقيقيات النوى، بما في ذلك جميع الثدييات. يحتوي جسم الإنسان على خمسة أشكال متماثلة مختلفة من بروتينات الفصل، ولكل منها وظيفته الخاصة في الجسم؛ ومع ذلك، فهي جميعًا حيوية في الجينوم. وقد أظهرت دراسات سابقة كيف أن تقليل إشارات الأكسدة والاختزال، وبروتينات فصل محددة، له دور وقائي عصبي، يمكن أن يحمي من عدد من الأمراض التنكسية العصبية ، بما في ذلك نقص الأكسجة ، ونقص التروية ، وأمراض مثل مرض الزهايمر ، ومرض باركنسون ، والفصام .

كما ذُكر سابقاً، تختلف وظائف وتوزيعات الأشكال الخمسة لبروتينات UCP؛ إذ يقع بعضها على نفس الكروموسوم في الإنسان والفئران والجرذان. يقع UCP1 على الكروموسومات 4 و 19 و 8 ، بينما يوجد UCP2 على الكروموسومات 11 و 1 و 7 . علاوة على ذلك، يتشابه UCP2 مع UCP1 و3 و4 و5.

تُشكل الأمراض التنكسية العصبية تهديدًا خطيرًا للصحة العامة على مستوى العالم. فإلى جانب الإجهاد التأكسدي، والالتهاب العصبي، واختلال توازن الطاقة، يُعدّ خلل الميتوكوندريا عاملًا رئيسيًا. ويُعتبر الإجهاد التأكسدي من أهم الأحداث الأولية في نشأة مرض الزهايمر. إذ تُنتَج أنواع الأكسجين التفاعلية وإنزيم أكسيد النيتريك المُحفَّز بشكل أساسي في الميتوكوندريا، مما يُؤدي في مرض الزهايمر إلى توليد أنواع الأكسجين التفاعلية، وبالتالي موت الخلايا العصبية (كومار، 2022). وترتبط عوامل نضج الخلايا الدبقية الموجودة في هذه الخلايا بانخفاض تنظيم بروتينات UCP 2 و4. وقد وُجِد بروتين مُحفِّز للالتهاب يُعرف باسم عامل نضج الخلايا الدبقية بالقرب من لويحات الأميلويد والتشابكات الليفية العصبية في مرض الزهايمر، ويرتبط هذا البروتين بتعبير إنزيم أكسيد النيتريك المُحفَّز وعامل النسخ NF-kB.

تُظهر مناطق مختلفة من الدماغ في مرض الزهايمر زيادة في التعبير عن جين GMF. وقد تبين أن الالتهاب العصبي عامل مساهم في الأمراض التنكسية العصبية، وتم تحديد UCP2 كمنظم رئيسي لمرونة الخلايا العصبية M1 وM2 نحو النمط الظاهري الوقائي في اضطرابات الدماغ. ويؤدي ازدياد إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية في UCP2 وUCP4 إلى تطور مرض الزهايمر نتيجة لزيادة احتمالية موت الخلايا المبرمج.

يُصيب مرض باركنسون عادةً البالغين فوق سن الستين؛ ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أن إصابات الدماغ لدى الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 18 و30 عامًا قد تُسبب هذا المرض. أكثر من 90% من حالات باركنسون معزولة، بينما أقل من 10% منها وراثية. تشمل أعراض باركنسون الرعاش، وبطء الحركة، واضطراب التوازن، واضطرابات أخرى مصاحبة للمرض. يحدث هذا العرض نتيجة فقدان الخلايا العصبية الدوبامينية أثناء التخلص من الناقل العصبي الدوباميني. ولأن بروتين UCP4 يُعد مُنظمًا محتملاً لتوازن الكالسيوم، فإن حجب قنوات الكالسيوم التي تُقلل الإجهاد التأكسدي وتوقف موت الخلايا العصبية يمنع إفراز الكالسيوم في الميتوكوندريا. يزداد تسرب البروتونات واستهلاك الأكسجين نتيجة زيادة إنتاج بروتين UCP5، مما يؤدي إلى انخفاض جهد الميتوكوندريا وتخليق الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).

يرتبط كل من الشيخوخة ونقص الأكسجين (تلف الدماغ) وداء السكري من النوع الثاني ببروتيني UCP 2 وUCP 4. يُعدّ شيخوخة الدماغ عامل خطر للإصابة بالأمراض التنكسية العصبية، ويمكن لزيادة التعبير عن UCP2 أن توقف عملية الشيخوخة وتمنع فقدان الخلايا العصبية. يحدث نقص الأكسجين عند انخفاض مستوى الأكسجين في الأنسجة، مما يُسبب ضعفًا إدراكيًا. ترتفع مستويات UCP4 استجابةً للتعرض البيئي لدى البشر، مما يحمي الدماغ من التلف. يُساهم موت الخلايا المبرمج في نقص تروية الدماغ ، وهو ضروري لتوازن الكالسيوم، وإطلاق الجذور الحرة، وتكوين أنواع الأكسجين التفاعلية، واستقلاب الطاقة. مع استمرار الأبحاث، تُشير الدراسات إلى أن UCP1 وUCP2 مرتبطان بداء السكري من النوع الثاني.

• عائلة ناقلات المذاب
• بروتين فك الاقتران

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .