ABCE1

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

إنزيم ATP-binding cassette sub-family E member 1 (ABCE1) المعروف أيضًا باسم مثبط RNase L (RLI) هو إنزيم يتم ترميزه في البشر بواسطة جين ABCE1 .

ABCE1 هو إنزيم ATPase ينتمي إلى عائلة ناقلات ATP-binding cassette (ABC) الفائقة وعائلة OABP الفرعية . [ 5 ]

يثبط البروتين ABCE1 عمل إنزيم الريبونيوكلياز L. يرتبط إنزيم الريبونيوكلياز L عادةً بـ 2-5A (أوليغوأدينيلات مرتبطة بروابط 2'،5' ومفسفرة عند الطرف 5') ويثبط مسار 2-5A/RNase L المنظم بواسطة الإنترفيرون، والذي تستخدمه الفيروسات. يشكل البروتين ABCE1 ثنائيًا غير متجانس مع إنزيم الريبونيوكلياز L ويمنع تفاعله مع 2-5A، مما يعاكس الخصائص المضادة للفيروسات لإنزيم الريبونيوكلياز L، [ 6 ] ويسمح للفيروس بتخليق البروتينات الفيروسية. كما ثبت أن له تأثيرًا في تكاثر الخلايا السرطانية ومقاومتها للاستماتة الخلوية . [ 7 ]

يُعدّ ABCE1 بروتينًا أساسيًا ومحفوظًا للغاية، وهو ضروري لبدء عملية الترجمة في حقيقيات النوى، وكذلك لتكوين الريبوسومات . ومن أكثر نظائره دراسةً Rli1p في الخميرة وPixie في ذبابة الفاكهة .

بناء

بروتين RLI هو بروتين سيتوبلازمي بوزن 68 كيلو دالتون، يوجد في معظم حقيقيات النوى والعتائق . ولأن البنية البلورية لبروتين RLI لم تُحدد بعد، فإن كل ما هو معروف عنه مستنتج من تسلسل البروتين. يُظهر تسلسل البروتين بين الأنواع تشابهًا كبيرًا، فعلى سبيل المثال، يتطابق بروتين Rli1p في فطر Pixie مع بروتين Rli1p في الخميرة بنسبة 66%، بينما يتطابق بروتين Rli1p مع بروتين RLI البشري بنسبة 67%.

ينتمي بروتين RLI إلى عائلة ABCE من بروتينات كاسيت ربط ATP (ABC). تحتوي بروتينات ABC عادةً على منطقة عابرة للغشاء، وتستخدم ATP لنقل الركائز عبر الغشاء، إلا أن RLI يتميز بكونه بروتينًا ذائبًا يحتوي على نطاقات ABC. يمتلك RLI نطاقين ABC في الطرف الكربوكسيلي؛ وعند ارتباطهما بـ ATP، يشكلان بنية مميزة تُعرف باسم "ساندويتش ATP"، حيث تتوسط جزيئتان من ATP نطاقي ABC المتماثلين. يسمح تحلل ATP بتفكك هذا الثنائي في عملية قابلة للانعكاس تمامًا. يؤدي تحضين البروتين مع نظير ATP غير قابل للتحلل أو حدوث طفرة في نطاق ABC إلى فقدان وظيفة البروتين بشكل كامل.

يحتوي بروتين RLI أيضًا على منطقة طرفية N غنية بالسيستين، يُتوقع أن ترتبط بقوة بمجموعتين من [4Fe-4S]. يؤدي حدوث طفرة في هذه المنطقة، أو استنفاد مجموعات Fe/S المتاحة ، إلى فقدان البروتين لوظيفته، وفقدان حيوية الخلية، مما يجعل RLI البروتين السيتوبلازمي الأساسي الوحيد المعروف الذي يعتمد على التخليق الحيوي لمجموعات Fe/S في الميتوكوندريا . وظيفة مجموعات Fe/S غير معروفة، على الرغم من أنه قد تم اقتراح أنها تنظم نطاقات ABC استجابةً لتغير في بيئة الأكسدة والاختزال، على سبيل المثال في وجود أنواع الأكسجين التفاعلية. [ 8 ]

وظيفة

يُعرف بروتين RLI ونظائره في الخميرة وذبابة الفاكهة بوظيفتين رئيسيتين: بدء عملية الترجمة وتكوين الريبوسومات. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ بروتين RLI البشري مثبطًا معروفًا لإنزيم RNAse L. وكان هذا أول نشاط تم تحديده، ومن هنا جاء اسمه ( مثبط RNAse L ) .

بدء الترجمة

بدء عملية الترجمة عملية أساسية ضرورية للتعبير البروتيني السليم وبقاء الخلية. وقد وُجد أن بروتين Rli1p يُنقى مع عوامل بدء الترجمة حقيقية النواة ، وتحديدًا eIF2 وeIF5 وeIF3، بالإضافة إلى الوحدة الفرعية 40S للريبوسوم. يجب أن ترتبط عوامل بدء الترجمة هذه بالريبوسوم بنسب قياسية، بينما يُطلب بروتين Rli1p بكميات تحفيزية. وقد اقتُرحت الآلية التالية لهذه العملية: يرتبط أحد نطاقات ABC بالوحدة الفرعية 40S، بينما يرتبط النطاق الآخر بعامل بدء الترجمة. يسمح ارتباط ATP بتكوين ثنائي، مما يُقرّب عامل بدء الترجمة والوحدة الفرعية الريبوسومية من بعضهما بما يكفي للارتباط. يُحرر تحلل ATP الركيزتين ويسمح ببدء الدورة من جديد. يُشبه هذا النموذج نموذجًا مُقترحًا لإنزيمات إصلاح الحمض النووي ذات نطاقات ABC، حيث يرتبط كل نطاق بأحد جانبي قطعة الحمض النووي المكسورة، ويسمح التحلل المائي بتقريب القطع من بعضها وإصلاحها لاحقًا. [ 9 ]

إعادة تدوير الريبوسومات

إعادة تدوير الريبوسومات ضرورية لكي تصبح قابلة للاستخدام مرة أخرى بعد ترجمة الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) أو توقفها. في كل من حقيقيات النوى والعتائق، يكون البروتين ABCE1 مسؤولاً عن فصل الريبوسوم المرتبط ببروتين Pelota أو نظيره eRF1 . ولا تزال الحركات الدقيقة التي تؤدي إلى هذا الفصل غير مفهومة تمامًا. [ 10 ] [ 11 ]

تكوين الريبوسوم

يُعتقد أن بروتين RLI ونظائره يلعبان دورًا في تكوين الريبوسومات ، أو تصديرها من النواة، أو كليهما. وقد وُجدت هذه البروتينات في النواة مرتبطةً بالوحدتين الفرعيتين 40S و60S، بالإضافة إلى بروتين Hcr1p، وهو بروتين ضروري لمعالجة الحمض النووي الريبوزي الريبوسومي (rRNA ). وقد ثبت أن تجمعات الحديد والكبريت ضرورية لتكوين الريبوسومات و/أو تصديرها من النواة، على الرغم من أن الآلية الدقيقة لا تزال غير معروفة.

مثبط إنزيم RNAse

تم التعرف على بروتين RLI البشري لأول مرة لقدرته على تثبيط إنزيم RNAse L، الذي يلعب دورًا حاسمًا في النشاط المضاد للفيروسات لدى الثدييات. ولا يُفسر هذا وجود هذا البروتين في جميع الكائنات الحية الأخرى، إذ أن الثدييات وحدها تمتلك نظام RNAse L. وقد اقتُرح أن بروتين RLI في حقيقيات النوى الدنيا يعمل عن طريق تثبيط إنزيمات RNAse المشاركة في التخليق الحيوي للريبوسومات، وبالتالي تنظيم هذه العملية. [ 12 ]

دورها في الميتوكوندريا

ثبت أن وظائف الميتوكوندريا الطاقية والأيضية غير ضرورية لبقاء خلايا الخميرة. الوظيفة الوحيدة التي ثبتت أهميتها للبقاء هي التخليق الحيوي لعناقيد الحديد والكبريت. يُعدّ بروتين RLI البروتين السيتوبلازمي الوحيد المعروف الذي يعتمد كليًا على نظام تخليق وتصدير الحديد والكبريت في الميتوكوندريا لنضجه السليم. لذا، يُمثّل Rli1p حلقة وصل جديدة بين وظائف الميتوكوندريا والريبوسومات وتخليقها الحيوي، وبالتالي بين بقاء الخلية.

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000164163 – Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000058355 – Ensembl ، مايو 2017
  3. ↑ "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. ↑ "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. ↑ "ABCE1 ATP-binding cassette, sub-family E (OABP), member 1 [ Homo sapiens ] " . تم الاسترجاع في 14 مارس 2013 .
  6. ↑ "P61221 (ABCE1_HUMAN)" .
  7. ↑ تيان ي، هان إكس، تيان دي إل (أكتوبر 2012). "التنظيم البيولوجي لـ ABCE1" . مجلة IUBMB Life . 64 (10): 795-800 . doi : 10.1002/iub.1071 . PMID 23008114. S2CID 21490502 .  
  8. ↑ أندرسن دي إس، ليفرز إس جيه (مايو 2007). "بروتين نطاق كاسيت ربط ATP الأساسي في ذبابة الفاكهة، بيكسي، يرتبط بالريبوسوم 40S بطريقة تعتمد على ATP وهو ضروري لبدء الترجمة" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (20): 14752-60 . doi : 10.1074/jbc.M701361200 . PMID 17392269 . 
  9. ↑ دونغ جيه، لاي آر، نيلسن كيه، فيكيت سي إيه، كيو إتش، هينيبوش إيه جي (أكتوبر 2004). "يؤدي بروتين RLI1 الأساسي الرابط لـ ATP وظيفة في عملية الترجمة من خلال تعزيز تجميع معقد ما قبل البدء" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 279 (40): 42157-68 . doi : 10.1074/jbc.M404502200 . PMID 15277527 . 
  10. ↑ بيكر تي، فرانكنبرغ إس، ويكليس إس، شوماكر سي جيه، أنجر إيه إم، أرماتش جيه بي، وآخرون . (فبراير 2012). " الأساس البنيوي لإعادة تدوير الريبوسومات المحفوظة بدرجة عالية في حقيقيات النوى والعتائق" . نيتشر . 482 (7386): 501-506 . Bibcode : 2012Natur.482..501B . doi : 10.1038/nature10829 . PMC 6878762. PMID 22358840 .   
  11. ↑ هيلين سي يو (أكتوبر 2018). "إنهاء الترجمة وإعادة تدوير الريبوسوم في حقيقيات النوى" . مجلة كولد سبرينغ هاربور لوجهات نظر في علم الأحياء . 10 (10) a032656. doi : 10.1101/cshperspect.a032656 . PMC 6169810. PMID 29735640 .  
  12. ↑ كيسبال جي، سيبوس ك، لانج إتش، فيكيت زد، بيديكوفيتش تي، جاناكي تي، وآخرون . (فبراير 2005). " يتطلب تكوين الريبوسومات السيتوبلازمية بروتين الحديد والكبريت الأساسي Rli1p والميتوكوندريا" . مجلة EMBO . 24 (3): 589-98 . doi : 10.1038/sj.emboj.7600541 . PMC 548650. PMID 15660134 .