كريستالين

التركيب البلوري لبلورات دلتا 1 البط، استنادًا إلى ملف PDB 1HY0.

في علم التشريح ، يُعدّ الكريستالين بروتينًا بنيويًا قابلًا للذوبان في الماء، يوجد في عدسة العين وقرنية العين ، وهو المسؤول عن شفافية بنيتها. [ 1 ] كما تمّ تحديده في أماكن أخرى، مثل القلب، وفي أورام سرطان الثدي العدوانية. [ 2 ] [ 3 ] تُعدّ الأصول الفيزيائية لشفافية عدسة العين وعلاقتها بإعتام عدسة العين مجالًا بحثيًا نشطًا. [ 4 ] ونظرًا لأنّه قد ثبت أنّ إصابة العدسة قد تُحفّز تجديد الأعصاب، [ 5 ] فقد أصبح الكريستالين مجالًا للبحث العصبي. حتى الآن، ثبت أنّ كريستالين β b2 (crybb2) قد يكون عاملًا مُحفّزًا لنمو المحاور العصبية . [ 6 ]

وظيفة

تتمثل الوظيفة الرئيسية للكريستالينات، على الأقل في عدسة العين، على الأرجح في زيادة معامل الانكسار دون حجب الضوء. مع ذلك، ليست هذه وظيفتها الوحيدة. فقد اتضح أن للكريستالينات وظائف أيضية وتنظيمية متعددة، سواء داخل العدسة أو في أجزاء أخرى من الجسم. [ 7 ] وقد تم تصنيف المزيد من البروتينات التي تحتوي على نطاقات βγ-كريستالين كبروتينات رابطة للكالسيوم، حيث يُعد نمط المفتاح اليوناني نمطًا جديدًا لربط الكالسيوم. [ 8 ]

نشاط الإنزيم وتطوره

تجمعات جينات الكريستالين البشري على الكروموسومات 2 و 22. [ 9 ]

بعض الكريستالينات عبارة عن إنزيمات نشطة ، بينما يفتقر بعضها الآخر إلى النشاط ولكنه يُظهر تشابهًا مع إنزيمات أخرى. [ 10 ] [ 11 ] ترتبط كريستالينات مجموعات الكائنات الحية المختلفة بعدد كبير من البروتينات المختلفة، فكريستالينات الطيور والزواحف ترتبط بإنزيم نازع هيدروجين اللاكتات وإنزيم لياز أرجينينوسكسينات ، وكريستالينات الثدييات ترتبط بإنزيم نازع هيدروجين الكحول وإنزيم مختزل الكينون ، وكريستالينات رأسيات الأرجل ترتبط بإنزيم ناقل الجلوتاثيون إس وإنزيم نازع هيدروجين الألدهيد . وقد صادف أن هذه الإنزيمات تحديدًا، أو بعض أشكالها المتحولة، شفافة وقابلة للذوبان بدرجة عالية، وبالتالي فهي مادة بناء محتملة لعدسات الحيوانات. [ 12 ] يُعد توظيف بروتين تطور في الأصل لوظيفة معينة ليؤدي وظيفة ثانية غير مرتبطة بها مثالًا على التكيف الثانوي . [ 13 ]

على الرغم من أن الكريستالينات تبدو وكأنها تطورت من الإنزيمات، إلا أن معظم النسخ الموجودة في الجينوم البشري نشأت من تضاعف الجينات . والجدير بالذكر وجود مجموعتين جينيتين في الجينوم البشري، إحداهما على الكروموسوم 2 والأخرى على الكروموسوم 22. [ 14 ]

تصنيف

تُصنَّف الكريستالينات الموجودة في عدسة عين الفقاريات إلى ثلاثة أنواع رئيسية: كريستالينات ألفا، وبيتا، وجاما. ويستند هذا التصنيف إلى ترتيب خروجها من عمود كروماتوغرافيا الترشيح الهلامي . وتُعرف هذه الأنواع أيضًا باسم الكريستالينات المنتشرة. تتشابه كريستالينات بيتا وجاما (مثل CRYGC ) في التسلسل والبنية وبنية المجالات، ولذلك جُمِعت معًا في عائلة بروتينية فائقة تُسمى كريستالينات بيتا-جاما. تُشكِّل عائلة كريستالينات ألفا وكريستالينات بيتا-جاما العائلة الرئيسية من البروتينات الموجودة في العدسة البلورية. وتوجد هذه البروتينات في جميع فئات الفقاريات (مع أن كريستالينات جاما قليلة أو معدومة في عدسات الطيور)؛ بينما يوجد كريستالين دلتا حصريًا في الزواحف والطيور. [ 15 ] [ 16 ]

إضافةً إلى هذه الكريستالينات، توجد كريستالينات أخرى خاصة بأنواع معينة ، لا توجد إلا في عدسة بعض الكائنات الحية؛ وتشمل هذه الكريستالينات دلتا، وإبسيلون، وتاو، وإيوتا. على سبيل المثال، توجد كريستالينات ألفا، وبيتا، ودلتا في عدسات الطيور والزواحف، بينما توجد عائلات ألفا، وبيتا، وجاما في عدسات جميع الفقاريات الأخرى.

ألفا كريستالين

يوجد بروتين ألفا كريستالين على شكل تجمعات كبيرة، تتألف من نوعين من الوحدات الفرعية المتشابهة (أ و ب) والتي تشبه إلى حد كبير بروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة (15-30 كيلو دالتون) ، وخاصة في أنصافها الطرفية الكربوكسيلية. وتُعد العلاقة بين هاتين العائلتين علاقة كلاسيكية لتضاعف الجينات والتباعد، انطلاقًا من عائلة بروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة، مما يسمح بالتكيف مع وظائف جديدة. ويُرجح أن هذا التباعد قد حدث قبل تطور عدسة العين، حيث وُجد بروتين ألفا كريستالين بكميات ضئيلة في الأنسجة خارج العدسة. [ 15 ]

يتمتع بروتين ألفا كريستالين بخصائص مشابهة لبروتينات الشابرون ، بما في ذلك قدرته على منع ترسب البروتينات المتغيرة وزيادة تحمل الخلايا للإجهاد. [ 17 ] وقد أشير إلى أن هذه الوظائف مهمة للحفاظ على شفافية عدسة العين والوقاية من إعتام عدسة العين . [ 18 ] ويدعم ذلك ملاحظة أن طفرات ألفا كريستالين ترتبط بتكوّن إعتام عدسة العين .

لا يُعد النطاق الطرفي N لبروتين ألفا كريستالين ضروريًا لتكوين ثنائيات أو نشاط البروتين المرافق، ولكنه يبدو مطلوبًا لتكوين تجمعات ذات رتبة أعلى. [ 19 ] [ 20 ]

كريستالين بيتا وجاما

تُشكّل كريستالينات بيتا وجاما عائلةً منفصلة. [ 21 ] [ 22 ] من الناحية التركيبية، تتكون كريستالينات بيتا وجاما من نطاقين متشابهين، يتألف كل منهما بدوره من نمطين متشابهين، ويربط بين النطاقين ببتيد رابط قصير . كل نمط، الذي يبلغ طوله حوالي أربعين حمضًا أمينيًا، مطوي بنمط المفتاح اليوناني المميز . مع ذلك، فإن كريستالينات بيتا عبارة عن قليل الوحدات ، أي أنها تتكون من مجموعة معقدة من الجزيئات، بينما كريستالينات جاما عبارة عن مونومرات أبسط . [ 23 ] [ 24 ]

قائمة الكريستالينات البشرية [ 25 ]
اسم مدخل UniProtأسماء الجينات البديلةطول
AIM1L_HUMANAIM1L CRYBG2616
AIM1_HUMANAIM1 CRYBG11723
ARLY_HUMANلغة الإشارة الأمريكية464
CRBA1_HUMANCRYBA1 CRYB1215
CRBA2_HUMANCRYBA2197
CRBB1_HUMANCRYBB1252
CRBA4_HUMANCRYBA4196
CRBB2_HUMANCRYBB2 CRYB2 CRYB2A205
CRBB3_HUMANCRYBB3 CRYB3211
CRBG3_HUMANCRYBG31022
CRBS_HUMANCRYGS CRYG8178
CRGA_HUMANCRYGA CRYG1174
CRGC_HUMANCRYGC CRYG3174
CRGB_HUMANCRYGB CRYG2175
CRGN_HUMANكريجن182
CRGD_HUMANCRYGD CRYG4174
CRYAA_HUMANCRYAA CRYA1 HSPB4173
CRYAB_HUMANCRYAB CRYA2175
CRYL1_HUMANCRYL1 CRY319
CRYM_HUMANكريم تي إتش بي بي314
HSPB2_HUMANHSPB2182
HSPB3_HUMANHSPB3 HSP27 HSPL27150
HSPB8_HUMANHSPB8 CRYAC E2IG1 HSP22 PP1629196
HSPB7_HUMANHSPB7 CVHSP170
HSPB9_HUMANHSPB9159
HSPB1_HUMANHSPB1 HSP27 HSP28205
HSPB6_HUMANHSPB6160
IFT25_HUMANHSPB11 C1orf41 IFT25 HSPC034144
MAF_HUMANMAF373
ODFP1_HUMANODF1 ODFP250
QORL1_HUMANCRYZL1 4P11349
QOR_HUMANكرايز329
ZEB1_HUMANZEB1 AREB6 TCF81124
Q9UFA7_HUMANDKFZp434A0627 CRYGS hCG_16149120
B4DU04_HUMANAIM1 hCG_33516542
A8KAH6_HUMANHSPB2 hCG_39461182
Q6ICS9_HUMANHSPB3 hCG_1736006150
Q68DG0_HUMANDKFZp779D0968 HSPB7174
Q8N241_إنسانHSPB7 hCG_23506245
B4DLE8_HUMANCRYBG31365
C3VMY8_HUMANكرياب175
R4UMM2_HUMANCRYBB2205
B3KQL3_HUMAN119
Q24JT5_HUMANكريغا105
V9HWB6_HUMANHEL55160
B4DNC2_HUMAN196
V9HW27_HUMANHEL-S-101175
H0YCW8_HUMANكرياب106
E9PHE4_HUMANكريا136
E9PNH7_HUMANكرياب106
E7EWH7_HUMANكريا153
B4DL87_HUMAN170
V9HW43_HUMANHEL-S-102205
E9PR44_HUMANكرياب174
Q8IVN0_HUMAN86
B7ZAH2_HUMAN542
C9J5A3_إنسانHSPB7124
E9PRS4_HUMANكرياب69
K7EP04_HUMANHSPB6137
I3L3Y1_HUMANكريم97
H0YG30_HUMANHSPB8152
H9KVC2_HUMANكريم272
E9PS12_HUMANكرياب77
E9PIR9_HUMANAIM1L787
B4DUL6_HUMAN80
I3NI53_HUMANكريم140
Q9NTH7_HUMANDKFZp434L1713264
J3KQW1_HUMANAIM1L296
Q96QW7_HUMANالهدف 1316
I3L2W5_HUMANكريم165
B1AHR5_HUMANCRYBB3113
B4DLI1_HUMAN403
I3L325_HUMANكريم241
Q7Z3C1_HUMANDKFZp686A14192191
B4DWM9_HUMAN154
Q71V83_HUMANكريا69
Q6P5P8_إنسانالهدف 1326
C9JDH2_HUMANCRYBA2129
B4DIA6_HUMAN155
Q13684_إنسان56
F8WE04_HUMANHSPB1186
J3QRT1_HUMANCRYBA175
E9PRA8_HUMANكرياب155
E9PJL7_HUMANكرياب130
C9J5N2_إنسانCRYBG3229
I3L3J9_HUMANكريم26
C9J659_إنسانCRYBG3131
D3YTC6_HUMANHSPB7165

مراجع

  1. جيستر ، جيه في (2008). "كريستالينات القرنية وتطور الشفافية الخلوية" . ندوات في بيولوجيا الخلية والتطور . 19 (2): 82-93 . doi : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . PMC 2275913. PMID 17997336 .  
  2. لوتش جي، فيتر آر، أوفهاوس يو، ويسكي إم، غرون إتش جيه، كليمنز آر، شيمكه آي، ستال جيه، بيندورف آر (1997). "وفرة وموقع بروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة HSP25 و αB-كريستالين في قلب الفئران والبشر". سيركوليشن . 96 (10): 3466-3476 . doi : 10.1161/01.cir.96.10.3466 . PMID 9396443 . 
  3. مويانو جيه في، إيفانز جيه آر، تشين إف، لو إم، فيرنر إم إي، يهيلي إف، دياز إل كيه، توربين دي، كاراكا جي، وايلي إي، نيلسن تي أو، بيرو سي إم، كراينز في إل (2005). "بروتين بيتا كريستالين هو بروتين ورمي جديد يتنبأ بسوء المآل السريري في سرطان الثدي" . مجلة التحقيقات السريرية . 116 (1): 261-270 . doi : 10.1172/JCI25888 . PMC 1323258. PMID 16395408 .  
  4. ^ باندا، ألوك كومار؛ ناندي، سانديب كومار؛ تشاكرابورتي, أيون; ناجاراج، رام ه.؛ بيسواس، آشيس (1 يناير 2016). "الدور التفاضلي لطفرات الأرجينين في بنية ووظائف ألفا-كريستالين" . الكيمياء الحيوية والفيزياء الحيوية اكتا (BBA) - مواضيع عامة . 1860 (1، الجزء ب): 199-210 . دوى : 10.1016/j.bbagen.2015.06.004 . بمك 4914040 . بميد 26080000 .  
  5. فيشر د، بافليديس م، ثانوس س (2000). "إصابة عدسة العين الناتجة عن إعتام عدسة العين تمنع موت الخلايا العقدية الرضحي وتعزز تجدد المحاور العصبية في الجسم الحي وفي المزارع الخلوية". طب العيون الاستقصائي وعلوم الرؤية . 41 (12): 3943-3954 . PMID 11053298 . 
  6. ليدتك تي، شوامبورن جيه سي، شروير يو، ثانوس إس (2007). "استطالة المحاور العصبية أثناء التجدد تتضمن كريستالين الشبكية بيتا 2 (crybb2)" . علم البروتينات الجزيئي والخلوي . 6 (5): 895-907 . doi : 10.1074/mcp.M600245-MCP200 . PMID 17264069 . 
  7. ^ بهات إس بي (2003). “البلورات والجينات وإعتام عدسة العين”. التقدم في أبحاث المخدرات . التقدم في أبحاث المخدرات. Fortschritte der Arzneimittelforschung. تقدم الأبحاث الصيدلانية. المجلد. 60. ص 205 – 262. دوى : 10.1007 / 978-3-0348-8012-1_7 . رقم ISBN   978-3-0348-9402-9PMID 12790344 
  8. بيتا غاما كريستالين والكالسيوم - نتيجة PubMed
  9. ويستو، غرايم (2012-12-01). " عائلات جينات الكريستالين البشري" . علم الجينوم البشري . 6 (1) 26. doi : 10.1186/1479-7364-6-26 . ISSN 1479-7364 . PMC 3554465. PMID 23199295 .   
  10. يورنفال هـ، بيرسون ب، دو بوا ج.س، لافرز ج.س، تشين ج.هـ، غونزاليس ب، راو ب.ف، زيغلر ج.س الابن (1993). "زيتا كريستالين مقابل أعضاء آخرين من عائلة نازعة هيدروجين الكحول الفائقة. التباين كخاصية وظيفية" . رسائل FEBS . 322 (3): 240-244 . Bibcode : 1993FEBSL.322..240J . doi : 10.1016 / 0014-5793(93)81578-N . PMID 8486156. S2CID 562775 .  
  11. راو بي في، كريشنا سي إم، زيغلر جيه إس جونيور (1992). "تحديد وتوصيف النشاط الإنزيمي لزيتا كريستالين من عدسة خنزير غينيا. نازعة أكسدة جديدة من نوع NADPH: كينون" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 267 (1): 96-102 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)48464-5 . PMID 1370456 . 
  12. بياتيغورسكي ج (1993). "لغز تنوع الكريستالين في عدسات العين". ديناميات النمو . 196 (4): 267-272 . doi : 10.1002/aja.1001960408 . PMID 8219350. S2CID 45840536 .  
  13. بوس، د.م.، هاسلتون، م.ج.، شاكلفورد، ت.ك.، بليسكي، أ.ل.، ويكفيلد، ج.س. (1998). "التكيفات، والتكيفات الثانوية، والوظائف الإضافية". عالم النفس الأمريكي . 53 (5): 533-548 . doi : 10.1037/0003-066X.53.5.533 . PMID 9612136. S2CID 11128780 .  
  14. ويستو، غرايم (2012-12-01). " عائلات جينات الكريستالين البشري" . علم الجينوم البشري . 6 (1) 26. doi : 10.1186/1479-7364-6-26 . ISSN 1479-7364 . PMC 3554465. PMID 23199295 .   
  15. 1 2 دي يونغ، دبليو دبليو، بلوميندال، إتش، هندريكس، دبليو، مولدرز، جيه دبليو (1989). "تطور كريستالينات عدسة العين: العلاقة بالإجهاد". اتجاهات في العلوم البيوكيميائية. 14 ( 9): 365-368 . doi : 10.1016/0968-0004(89)90009-1 . PMID 2688200 . 
  16. سيمبسون أ، باتمان أ، دريسن هـ، ليندلي ب، موس د، ميلفاجانام س، ناريبور إ، سلنجسبي س (1994). "بنية دلتا كريستالين عدسة عين الطيور تكشف عن طية جديدة لعائلة فائقة من الإنزيمات قليلة الوحدات". نات . ستراكت. بيول . 1 (10): 724-734 . doi : 10.1038/nsb1094-724 . PMID 7634077. S2CID 38532468 .  
  17. أوغستين ، آر سي (2004). "ألفا كريستالين: مراجعة لبنيته ووظيفته". مجلة طب العيون السريري والتجريبي . 87 (6): 356-366 . doi : 10.1111/j.1444-0938.2004.tb03095.x . PMID 15575808. S2CID 72202184 .  
  18. ماولوتشي جي، بابي إم، أركوفيتو جي، دي سبيريتو إم (2011). "التحول البنيوي الحراري لبروتين ألفا كريستالين يمنع التجمع الذاتي الناتج عن الحرارة" . PLOS ONE . 6 (5) e18906. Bibcode : 2011PLoSO...618906M . doi : 10.1371/journal.pone.0018906 . PMC 3090392. PMID 21573059 .  
  19. أوغستين، آر سي (1998). "بوليمرات ألفا كريستالين والبلمرة: نظرة من أستراليا". المجلة الدولية للجزيئات الحيوية الكبيرة . 22 (3): 253-262 . doi : 10.1016/S0141-8130(98)00023-3 . PMID 9650080 . 
  20. مالفوا م، فيل إيك، هيندل ج، سفيرغون دي آي، فان دير زاندت هـ (2001). "بنية رباعية جديدة لنطاق ألفا كريستالين ثنائي الوحدات مع نشاط شبيه بالبروتين المرافق" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (15): 12024-12029 . doi : 10.1074/jbc.M010856200 . PMID 11278766 . 
  21. ويستو، ج. (1990). "تطور عائلة فائقة من البروتينات: العلاقات بين كريستالينات عدسة الفقاريات وبروتينات السكون في الكائنات الدقيقة" . مجلة التطور الجزيئي . 30 (2): 140-145 . Bibcode : 1990JMolE..30..140W . doi : 10.1007/BF02099940 . PMID: 2107329. S2CID : 1411821 .  
  22. Schoenmakers JG, Lubsen NH, Aarts HJ (1988). "تطور البروتينات العدسية: عائلة الجينات الفائقة بيتا وجاما كريستالين" . Prog. Biophys. Mol. Biol . 51 (1): 47–76 . doi : 10.1016/0079-6107(88)90010-7 . PMID 3064189 . 
  23. ناثانيال نوكس كارترايت؛ بيتروس كارفونيس (2005). أسئلة الإجابات القصيرة لامتحان MRCOphth، الجزء 1. دار رادكليف للنشر. ص 80. ISBN  978-1-85775-884-9.
  24. غوش، كاليان سوندار؛ تشوهان، بريانكا (2019)، "الكريستالينات ومركباتها"، مركبات البروتين الجزيئية الكبيرة II: التركيب والوظيفة ، الكيمياء الحيوية دون الخلوية، المجلد 93، دار نشر سبرينغر الدولية، الصفحات 439-460 ، doi : 10.1007/978-3-030-28151-9_14 ، ISBN   978-3-030-28151-9PMID 31939160 
  25. "يونيبورت" .

للمزيد من القراءة

  • جراو ج (1997). "الكريستالينات: الجينات والبروتينات والأمراض". الكيمياء البيولوجية . 378 (11): 1331-1348 . doi : 10.1515/bchm.1997.378.11.1299 . PMID 9426193 .