Importin α
ઇમ્પોર્ટિન આલ્ફા, અથવા કેરીઓફેરિન આલ્ફા એ એડેપ્ટર પ્રોટીનના વર્ગનો ઉલ્લેખ કરે છે જે કોષના કેન્દ્રમાં પ્રોટીનની આયાતમાં સામેલ હોય છે. તેઓ કેરીઓફેરિન પ્રોટીનનું પેટા કુટુંબ છે. ઇમ્પોર્ટિન α ન્યુક્લિયસ લક્ષિત પ્રોટીનના ન્યુક્લિયર લોકલાઇઝેશન સિગ્નલ (એન. એલ. એસ.) ક્રમ સાથે જોડાવા માટે જાણીતું છે. આ માન્યતા પછી, ઇમ્પોર્ટિન α પ્રોટીનને ઇમ્પોર્ટિન β સાથે જોડે છે, જે એન. એલ. એસ. ધરાવતા પ્રોટીનને પરમાણુ પરબિડીયુંમાં તેના ગંતવ્ય સુધી પહોંચાડે છે. તેમના પૂરક કાર્યાત્મક સંબંધને કારણે, ઇમ્પોર્ટિન α અને ઇમ્પોર્ટિન β ને ઘણીવાર ઇમ્પોર્ટિન α/β હેટેરોડાઇમર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, પરંતુ તેઓ કાર્યાત્મક રીતે અલગ હોય છે, અને સામાન્ય રીતે એકબીજા સાથે જોડાણમાં અસ્તિત્વમાં નથી, પરંતુ માત્ર સેલ્યુલર આયાત પ્રક્રિયાઓ માટે સહયોગી હોય છે, આમ ઇમ્પોર્ટિન α પ્રોટીન એડેપ્ટર પ્રોટીનનો સ્વતંત્ર વર્ગ બનાવે છે. સ્ટ્રક્ચર ઇમ્પોર્ટિન α એ એક નાનું પ્રોટીન છે જેમાં ત્રણ કાર્યાત્મક રીતે અલગ ડોમેનનો સમાવેશ થાય છેઃ IBB ડોમેન, ARM ડોમેન અને નિકાસ CAS બંધનકર્તા ડોમેન. પ્રોટીનના એન-ટર્મિનલ પ્રદેશમાં ઇમ્પોર્ટિન-બીટા-બાઈન્ડીંગ અથવા આઈબીબી ડોમેનનો સમાવેશ થાય છે. પ્રોટીનનો આ વિસ્તાર ઇમ્પોર્ટિન β સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે જવાબદાર છે. આ પ્રદેશને ઓછામાં ઓછા 41 આવશ્યક એમિનો એસિડ અવશેષોની શ્રેણી તરીકે વર્ણવવામાં આવ્યો છે, ખાસ કરીને પ્રોટીનની 10-50 સ્થિતિ. આ એમિનો એસિડમાંથી એકને દૂર કરવાથી પરમાણુ આયાત પ્રવૃત્તિમાં લગભગ 50 ટકાનો ઘટાડો થયો હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. મોટા વિલોપન ઇમ્પોર્ટિન α, ઇમ્પોર્ટિન β અને લક્ષિત પ્રોટીનથી બનેલા ત્રિમાસિક આયાત સંકુલના કાર્યના વધુ નુકસાન સાથે સંબંધિત છે. ઇમ્પોર્ટિન α પ્રોટીનનો મોટાભાગનો ભાગ દસ ટેન્ડમ આર્મડિલો, અથવા એઆરએમ, પુનરાવર્તનની શ્રેણીથી બનેલો છે. એક કેન્દ્રીકૃત એઆરએમ ક્ષેત્ર, જેમાં એઆરએમ પુનરાવર્તનોમાંથી નવનો સમાવેશ થાય છે, તે ન્યુક્લિયસ લક્ષિત પ્રોટીન સાથે સીધી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે એનએલએસ બંધનને નિયંત્રિત કરવા માટે જવાબદાર છે. આ એઆરએમ પુનરાવર્તનો મૂળભૂત અવશેષોને ઓળખે છે જે એનએલએસ સિક્વન્સની લાક્ષણિકતા છે. એન. એલ. એસ. સિક્વન્સ મોનોપાર્ટાઇટ (મૂળભૂત એમિનો એસિડનો એક સમૂહ) અથવા દ્વિપક્ષી (લિંકર ક્રમ સાથે મૂળભૂત એમિનો એસિડના બે સમૂહ) હોઈ શકે છે. એઆરએમ ડોમેનમાં બે બંધનકર્તા સ્થળો હોય છે, જે એક આયાતિત α પરમાણુને બે મોનોપાર્ટાઇટ એનએલએસ ધરાવતા પ્રોટીન અથવા એક દ્વિપક્ષી એનએલએસ પ્રોટીન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની મંજૂરી આપે છે. ઇમ્પોર્ટિન α નું સી-ટર્મિનસ ડોમેન, જેમાં દસમા એઆરએમ પુનરાવર્તનનો સમાવેશ થાય છે, તે એક્સપોર્ટિન સીએએસ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે જવાબદાર છે, જે અન્ય કેરીઓફેરિન પ્રોટીન છે જે ન્યુક્લિયસમાંથી ઇમ્પોર્ટિન α ને કોષના કોષરસમાં પાછા રિસાયક્લિંગમાં કાર્ય કરે છે. સી. એ. એસ. બંધનકર્તા ક્ષેત્રમાં આ નિકાસનું જોડાણ રન-જી. ટી. પી. પર નિર્ભર છે, અને જી. ટી. પી. નું હાઇડ્રોલિસિસ નિકાસ-ઇન-સી. એ. એસ.-રન સંકુલમાંથી આયાત α ના વિઘટન તરફ દોરી જાય છે. એઆરએમ ડોમેન સાથે બંધનકર્તા એનએલએસ, અને તેથી આયાત સંકુલની રચના, આયાત α ના આઈબીબી ડોમેન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. ઇમ્પોર્ટિન α મોલેક્યુલ્સના IBB ડોમેનમાં ઘણા મૂળભૂત એમિનો એસિડ અવશેષો હોય છે, જે NLS ક્રમમાં જોવા મળતા સમાન હોય છે. માળખામાં આ સમાનતા IBB ડોમેનની અંદરની તરફ ફોલ્ડ કરવાની અને જ્યારે ઇમ્પોર્ટિન α સાથે સંકળાયેલ ઇમ્પોર્ટિન β પરમાણુ ન હોય ત્યારે NLS બંધનકર્તા સાઇટ્સ પર કબજો કરવાની ક્ષમતા તરફ દોરી જાય છે. આ ઓટો-ઇન્હિબિશન મિકેનિઝમ આયાત α ને પ્રોટીન ધરાવતા એન. એલ. એસ. ને બાંધવાથી અટકાવે છે સિવાય કે ત્યાં પહેલેથી જ આયાત β સંકળાયેલ હોય જે ખાતરી કરે કે તમામ જરૂરી આયાત મશીનરી ઉપલબ્ધ થાય તે પહેલાં બંધન થતું નથી. આને કારણે, એકલા ઇમ્પોર્ટિન αનું એન. એલ. એસ. સિક્વન્સ માટે એકદમ ઓછું આકર્ષણ હોય છે અને જ્યારે ઇમ્પોર્ટિન α અને ઇમ્પોર્ટિન β બંને હાજર હોય ત્યારે ઉચ્ચ એન. એલ. એસ. આકર્ષણ જોવા મળે છે. ઇમ્પોર્ટિન α નું પ્રાથમિક કાર્ય એન. એલ. એસ. ક્રમ ધરાવતા પ્રોટીનની પરમાણુ આયાતમાં તેની ભૂમિકા છે. ઇમ્પોર્ટિન α માર્ગ દ્વારા પરમાણુ આયાતને નીચેના છ તબક્કાના ચક્ર દ્વારા સારાંશ આપી શકાય છેઃ કોષરસમાં મુક્ત ઇમ્પોર્ટિન α નું એ. આર. એમ. પુનરાવર્તન ન્યુક્લિયસ લક્ષિત પ્રોટીનના એન. એલ. એસ. ને જોડે છે જ્યારે આઇ. બી. બી. ડોમેન વારાફરતી ઇમ્પોર્ટિન β પ્રોટીન સાથે જોડાય છે, જે ત્રિમાસિક સંકુલ બનાવે છે. ત્રિકોણીય સંકુલ ન્યુક્લિયર પોર કોમ્પ્લેક્સ (NPC) પર ડોકીંગ સાઇટ પર બંધાયેલું છે ઇમ્પોર્ટિન β પરમાણુ પરબિડીયુંમાં પરિવહનની મધ્યસ્થી કરે છે ઇમ્પોર્ટિન β ને રન-GTP સાથે જોડવાને કારણે ત્રિકોણીય સંકુલ અલગ પડે છે ફ્રી ઇમ્પોર્ટિન α નિકાસ સંકુલ બનાવે છે નિકાસ CAS અને રન-GTP સાથે અને ન્યુક્લિયસમાંથી પરિવહન થાય છે GTP હાઇડ્રોલાઇઝ થાય છે અને નિકાસ સંકુલ અલગ પડે છે, મુક્ત આયાત α ને કોષરસમાં મુક્ત કરે છે જ્યારે આ પરમાણુ આયાત પ્રક્રિયા આયાત α પ્રોટીનની મોટાભાગની કાર્યાત્મક ભૂમિકા બનાવે છે, અન્ય ઘણા મહત્વપૂર્ણ કાર્યો આયાત αs દ્વારા મધ્યસ્થી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે જેમાં ગેમેટોજેનેસિસ, વિકાસ, હીટ શોકનો સમાવેશ થાય છે. α પ્રોટીનને વિવિધ રીતે આયાત કરીને ગેમેટોજેનેસિસનો ઘણો પ્રભાવ હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. કેનોરહૅબિડાઇટિસ એલિગન્સ, ડ્રોસોફિલા મેલાનોગાસ્ટર અને ઉચ્ચ ક્રમના સસ્તન જીવોનો ઉપયોગ કરતા પ્રાણીઓના નમૂનાઓએ દર્શાવ્યું છે કે ઇમ્પોર્ટિન α જનનાંગો વિકસાવવામાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે, અને પરિવર્તન કે જે કાર્યાત્મક ફેરફારોનું કારણ બને છે તે જનનાંગોની ખામી અને વંધ્યત્વ તરફ દોરી શકે છે. બોવાઇન મોડેલોમાં, ઇમ્પોર્ટિન α એન્કોડિંગ જનીનોની નોકઆઉટ બ્લાસ્ટોસિસ્ટ તબક્કામાં ફળદ્રુપ ગર્ભના વિકાસને રોકવા માટે દર્શાવવામાં આવી છે, આમ યોગ્ય ગર્ભ વિકાસને અટકાવે છે અને જીવતંત્રના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે. ડ્રોસોફિલા ગર્ભમાં હીટ શોક રિસ્પોન્સના વિકાસમાં પણ ઇમ્પોર્ટિન α સામેલ કરવામાં આવ્યું છે. વધુમાં, ઇમ્પોર્ટિન α ઇમ્પોર્ટ પ્રોટીઝ કાર્યને નિયંત્રિત કરતું હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જેમાં લ્યુકેમિયા પ્રોટીનનું અધોગતિ કરનાર ટાસ્પેઝ 1 નો સમાવેશ થાય છે. એકસાથે લેવામાં આવે તો, તે સ્પષ્ટ છે કે ઇમ્પોર્ટિન α પ્રોટીન યોગ્ય સેલ્યુલર કામગીરી માટે એકદમ નિર્ણાયક છે, અને આ પ્રોટીનના પરિવર્તનથી ઘણી વિનાશક અને સંભવિત ઘાતક અસરો થઈ શકે છે. વાયરલ પેથોજેનિસિટીમાં ભૂમિકા અભ્યાસોએ ઇમ્પોર્ટિન α ને ઈન્ફલ્યુએન્ઝા એ વાયરસ સહિત કેટલાક વાયરલ ન્યુક્લિયોપ્રોટીનની ઓળખ અને આયાત સાથે જોડ્યું છે. એવું જાણવા મળ્યું છે કે ઈન્ફલ્યુએન્ઝા એ વાયરસ વાયરલ ન્યુક્લિયોપ્રોટીનના એન-ટર્મિનસ તરફ એનએલએસ જેવા ક્રમ દ્વારા આ યજમાન મશીનરીનો ઉપયોગ કરે છે જેને આયાત α વર્ગના પ્રોટીન દ્વારા ઓળખી શકાય છે. આ ક્રમ વાયરલ ન્યુક્લિયોપ્રોટીનની પ્રથમ 20 એમિનો એસિડની સ્થિતિઓમાં જોવા મળે છે અને તેમાં મૂળભૂત એમિનો એસિડના સમૂહ હોય છે, જે યજમાન એન. એલ. એસ. ક્રમ અને આયાત α આઇ. બી. બી. ડોમેનમાં જોવા મળે છે. આ માળખાકીય સમાનતાને કારણે, ઈન્ફલ્યુએન્ઝા એ વાયરલ ન્યુક્લિયોપ્રોટીન તેના યજમાનના ન્યુક્લિયસમાં આયાત કરી શકાય છે અને ફેલાવા માટે પ્રતિકૃતિ મશીનરીનો કબજો લઈ શકે છે. સિમિયન ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી વાયરસ (એસ. આઈ. વી.) એન. એલ. એસ. જેવા ક્રમ દ્વારા ઇમ્પોર્ટિન α માર્ગનો લાભ લેવા માટે પણ જાણીતો છે. સંદર્ભો પરિવહન પ્રોટીન પ્રોટીન પરિવારો