وضعیت دینامیکی پروتئین ها با تجزیه و تحلیل سرنوشت آمینو اسیدهای ثابت و دارای برچسب ایزوتوپی که قبلاً به موش ها تغذیه شده بودند، ایجاد می شود. این آزمایشهای کلاسیک، که توسط رودولف شوئنهایمر در اواخر دهه 1930 انجام شد، قبل از تکنیکهای برچسبگذاری ایزوتوپ پایدار مدرن (مانند SILAC)، که امکان تعیین گردش صدها تا هزاران پروتئین را به صورت جداگانه، با تجزیه و تحلیل طیفسنجی تک جرمی فراهم میکند، انجام شد.
پس از این کشف، محفظه لیزوزومی به عنوان مکان اصلی برای تخریب پروتئین های سلولی، از طریق عمل پروتئازهای وابسته به pH در نظر گرفته شد. با این حال، این دیدگاه با ظهور شواهد قطعی که نیمه عمر بیشتر پروتئین های سلولی تحت تاثیر قلیایی شدن لیزوزومی قرار نمی گیرد، پس گرفته شده است.
کشف پیشرفته سیستم پروتئولیتیک از طریق یوبیکوئیتین و پروتئازها و آگاهی از اینکه این سیستم مسیر اصلی برای تجزیه پروتئین ها است، به دیدگاه جدیدی منجر شده است. اصل این مدل جدید این ایده است که اصلاح پروتئین های هدف با پیوند کووالانسی آنها به یک پپتید متشکل از چندین مولکول یوبیکوئیتین، آنها را به سمت مجتمع پروتئولیتیک بزرگ (26S) که به عنوان پروتئازوم شناخته می شود هدایت می کند.
کشف اینکه افزودن سیگنالهای یوبیکوئیتین برای هدایت گیرندههای اندوسیتوز به مسیر تخریب لیزوزومی، شگفتانگیز بود. اخیراً کشف شده است که آنها همچنین برای علامت گذاری اندامک های سلولی برای حذف از طریق سومین مسیر سیتولیتیک اصلی اتوفاژی اضافه می شوند. به نظر می رسد نقش یوبیکوئیتین در تجزیه پروتئین ها بسیار گسترده تر از آنچه قبلا تصور می شد باشد.
یوبیکوئیتین پروتئین کوچکی است که تقریباً در تمام بافتهای سلولی انسان و یوکاریوتها یافت میشود و به تنظیم عملکرد سایر پروتئینها در بدن کمک میکند.
یک مولکول یوبیکوئیتین را می توان با فرآیندی به نام افزودن یوبیکوئیتین (ubiquitination) به پروتئین متصل کرد که عملکرد پروتئین را تغییر می دهد. این منجر به چندین پیامد متفاوت می شود.
اگرچه مولکول ubiquitin نقش عمده ای در چندین فرآیند سلولی مربوط به تنظیم پروتئین ایفا می کند، اما بیشتر به دلیل نقش خود در تجزیه و تخریب پروتئین ها شناخته شده است.
اولین بار در سال 1975 توسط گروهی از محققان به رهبری محقق گلدشتاین کشف شد. این به زودی با تحقیقات بعدی برای توصیف این مولکول پروتئین و فرآیندهای بیولوژیکی مرتبط با آن دنبال شد. تئوری ubiquitination در این مدت به وجود آمد، و علاقه در مورد امکان هدف قرار دادن سلول های خاص برای تحقق بخشیدن به پروتئوزوم ها را افزایش داد.
Aaron Cikanover، Avram Hershko و Irwin Rose در مقاله اخیر خود، درک ما را از عملکرد یوبیکوئیتین ارتقا می دهند. تحقیقات آنها نشان داده است که می توان چرخه زندگی سلولی را برای تغییر فرآیندهای بیولوژیکی خاص، مانند رونویسی ژن و عملکرد سیستم ایمنی، کنترل کرد. کشف آنها جایزه نوبل شیمی سال 2004 را برای آنها به ارمغان آورد.
افزودن یوبیکوئیتین زمانی اتفاق میافتد که یک مولکول یوبیکوئیتین به پروتئین متصل شود. این فرآیند نوعی اصلاح پس از ترجمه است.
این فرآیند شامل سه مرحله است که توسط مجموعه خاصی از آنزیم ها انجام می شود. مراحل متوالی:
از طریق این مراحل، مولکول یوبیکوئیتین با اتصال به باقی مانده لیزین روی پروتئین هدف، یک پیوند ایزوپپتیدی ایجاد می کند. گاهی اوقات، یوبی کوئیتیناسیون با اتصال یک پیوند پپتیدی به انتهای آمینه پروتئین هدف اتفاق میافتد.
فقط یک مولکول یوبیکوئیتین ممکن است اضافه شود، و ما این فرآیند را مونوبی کوئیتیناسیون می نامیم. ممکن است چندین مولکول یوبی کوئیتین برای تشکیل یک زنجیره اضافه شود که در این صورت به این فرآیند پلی یوبی کوئیتینیشن می گوییم.
اثرات یوبیکوئیتیناسیون بسیار متفاوت است. همانطور که قبلا ذکر شد، تجزیه پروتئین های هدف توسط پروتئوزوم ها رایج ترین یافته است. با این حال، افزودن پروتئین یوبیکوئیتین ممکن است بر قدرت، مکان یا حتی برهمکنش پروتئین هدف با سایر پروتئین ها تأثیر بگذارد.
اثرات مکمل یوبیکوئیتین عبارتند از:
یک خانواده کامل از پروتئین ها وجود دارد که با پروتئین های دیگر به روشی شبیه به یوبی کوئیتین تعامل دارند که به آنها اصلاح کننده های شبه یوبیکوئیتین گفته می شود.
اعضای این خانواده به طور مشخص با یکدیگر متفاوت هستند، اما همه آنها دارای ساختار سه بعدی، چین خورده و کربوکسی پایانی حاوی اسید آمینه گلیسین است که این خانواده را مشخص می کند.
اصلاحکنندههای شبه یوبیکوئیتین به نتایج مشابهی با یوبیکوئیتین منجر میشوند، اما ممکن است در برخی موارد متفاوت باشند. برای مثال، اصلاحکنندهای به نام SUMO میتواند به پروتئینی که قبلاً با یوبیکویتین مرتبط بوده (سیگنالی برای تجزیه این پروتئین توسط پروتئوزومها) متصل شود. این اتصال باعث افزایش پایداری این پروتئین و محافظت از آن در برابر ابتلا.
همچنین بخوانید:
پروتئین p53: ساختار، عملکرد و مکانیسم اثر آن
لیزوزوم، لیزوزوم یا لیزوزوم
مترجم: تیمه الخطیب
حسابرسی: منال توفیق الدلالی
ما محصولات ارگانیک و کاملا طبیعی را به سراسر کشور ارسال و به فروش می رسانیم تا به بهبود سلامتی شما کمک کنیم. به وب سایت ما خوش آمدید ، امیدواریم که از محصولات ما لذت ببرید.
بک لینک ها: