ZP3

بروتين ربط الحيوانات المنوية بالمنطقة الشفافة 3 ، المعروف أيضًا باسم بروتين المنطقة الشفافة السكري 3 (Zp-3) أو مستقبل الحيوانات المنوية ، هو بروتين يحتوي على وحدة ZP ، ويتم ترميزه في البشر بواسطة جين ZP3 . ^{[ 5 ]} يُعد ZP3 البروتين السكري الأكثر أهمية في المنطقة الشفافة لتحفيز تفاعل الأكروسوم في خلايا الحيوانات المنوية في بداية الإخصاب . ^{[ 6 ]}

كشفت دراسات البلورات بالأشعة السينية للنصف الطرفي الأميني من بروتين ZP3 لدى الثدييات ( PDB : 3D4C ، 3D4G ، 3EF7 ، 5OSQ )^{[ 7 ]} ، بالإضافة إلى نظيره الكامل لدى الطيور ( PDB : 3NK3 ، 3NK4 )^{[ 8 ]} ، أن وحدة ZP في البروتين تتكون من نطاقين شبيهين بالغلوبولين المناعي، هما ZP-N وZP-C. يتفاعل النطاق الأخير، الذي يحتوي على EHP بالإضافة إلى نطاق فرعي خاص بـ ZP3، مع نطاق ZP-N لجزيء آخر لتكوين ترتيب ثنائي متماثل مضاد للتوازي، وهو أمر ضروري لإفراز البروتين. ^{[ 8 ]}

المنطقة الشفافة (ZP) هي مادة خارج خلوية متخصصة تُحيط بالبويضة والجنين في مراحله المبكرة. تتكون من ثلاثة أو أربعة بروتينات سكرية (ZP1-4) ذات وظائف متنوعة خلال تكوين البويضات والإخصاب ونمو الجنين قبل انغراسه. يُعد البروتين المُشفّر بواسطة هذا الجين مكونًا بنيويًا رئيسيًا للمنطقة الشفافة، ويؤدي وظيفة الارتباط الأولي وتحفيز تفاعل الأكروسوم في الحيوانات المنوية. يحتوي البروتين حديث التكوين على تسلسل ببتيد إشارة في الطرف الأميني، ووحدة "نطاق المنطقة الشفافة" المحفوظة ، وموقع انقسام فيورين توافقي (CFCS)، ورقعة كارهة للماء خارجية مانعة للبلمرة (EHP)، ونطاق غشائي في الطرف الكربوكسيلي. يفصل الانقسام عند موقع انقسام فيورين التوافقي البروتين الناضج عن الرقعة الكارهة للماء الخارجية، مما يسمح له بالاندماج في خيوط المنطقة الشفافة حديثة التكوين. وقد شكّل اختلاف في الإكسون الأخير من هذا الجين سابقًا أساسًا لموقع إضافي للمنطقة الشفافة 3 (ZP3). مع ذلك، يُظهر تسلسل الحمض النووي ومراجعة الأدبيات وجود موقع واحد فقط كامل الطول لجين ZP3 في الجينوم البشري. ويحتوي موقع آخر يُشفّر نسخة ثنائية الأجزاء تُسمى POMZP3 على تكرار لآخر أربعة إكسونات من ZP3، بما في ذلك التباين المذكور أعلاه، ويقع بالقرب من هذا الجين. ^{[ 5 ]}

في الفئران، يُعدّ بروتين ZP3 (وتحديدًا الجزء الموجود في الإكسون 7 منه) بروتين ZP الوحيد الكافي والضروري لارتباط الحيوانات المنوية في المختبر ، ^{[ 6 ]} ولكنه غير كافٍ للإخصاب في الجسم الحي . ^{[ 9 ]} أما في البشر، فيبدو أن بروتينات ZP1 وZP3 وZP4 مسؤولة جزئيًا عن بدء تفاعل الأكروسوم. ^{[ 10 ]}

توجد نظائر هذه الجينات في جميع الفقاريات. ويبدو أن الضفدع الغربي ذو المخالب يمتلك نظيرين، بينما يمتلك سمك الجريث البحري سبعة نظائر. ^{[ 11 ]}

تُعدّ المنطقة الشفافة (ZP) مصفوفة معقدة من البروتينات السكرية تُحيط بالبويضة، وتلعب دورًا حاسمًا في التصاق الحيوانات المنوية أثناء التكاثر. في نهاية المطاف، ومن خلال تسهيل ارتباط الحيوانات المنوية وبدء تفاعل الأكروسوم، تُعتبر بروتينات المنطقة الشفافة ضرورية للتكاثر ولها تأثير كبير على الخصوبة. أجرى باحثون، نُشرت نتائجهم في مجلة الطب الخلوي والجزيئي، تجارب لتحديد الآليات المحيطة بالطفرات المحتملة في جين المنطقة الشفافة وكيفية تأثيرها على الخصوبة. ^{[ 12 ]} من خلال إجراء تسلسل الإكسوم الكامل، عزلوا جينومًا يحمل طفرة في جيني ZP3 وZP1. ثم قاموا بنقل هذه الجينات إلى مزارع خلايا هيلا، وأجروا مجموعة متنوعة من الاختبارات لعزل عواقب هذه الطفرات. كتب الباحثون ما يلي بخصوص نتائجهم:

تشير النتائج إلى أن الطفرات تساهم في انخفاض إفراز البروتينين ZP1 وZP3، مما يؤدي إلى فشل اتصال خيوط ZP في المختبر. وتُشير البيانات إلى احتمال أن تكون هذه الطفرات مسؤولة عن النمط الظاهري لنقص بروتين ZP، الأمر الذي يستدعي مزيدًا من البحث في الجسم الحي. ^{[ 12 ]}

من الواضح أن بروتينات الغشاء الشفاف (ZP) ضرورية لظهور النمط الظاهري الصحيح للغشاء الشفاف لدى البشر، حيث تعمل جميع بروتينات الغشاء الشفاف من 1 إلى 4 بشكل سليم. وبدون هذا التفاعل بين وظائف البروتينات، يُمنع ارتباط الحيوانات المنوية، مما يؤثر سلبًا على الخصوبة.

• ZP3+بروتين،+بشري في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب

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