سيستاتين

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

السيستاتينات هي عائلة من مثبطات بروتياز السيستين ، تشترك في تسلسل متماثل وبنية ثلاثية مشتركة تتكون من حلزون ألفا يقع فوق صفيحة بيتا متوازية عكسيًا. تُقسم هذه العائلة إلى فئات فرعية كما هو موضح أدناه.

تُظهر السيستاتينات تشابهًا مع الفيوتينات ، والكينينوجينات ، والبروتينات السكرية الغنية بالهيستيدين، والبروتينات المرتبطة بالسيستاتين . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] تُثبّط السيستاتينات بشكل أساسي إنزيمات الببتيداز (مصطلح آخر للبروتيازات ) التي تنتمي إلى عائلتي الببتيداز C1 ( عائلة البابايين ) وC13 ( عائلة الليجومين ). ومن المعروف أنها تُطوى بشكل خاطئ لتكوين رواسب أميلويد ، ولها دور في العديد من الأمراض.

الأنواع

تشمل عائلة السيستاتين ما يلي:

  • السيستاتينات من النوع الأول هي بروتينات داخلية موجودة في سيتوبلازم العديد من أنواع الخلايا، ولكنها قد تظهر أيضًا في سوائل الجسم بتراكيز عالية. وهي عبارة عن عديدات ببتيد أحادية السلسلة تتكون من حوالي 100 حمض أميني، ولا تحتوي على روابط ثنائية الكبريتيد أو سلاسل جانبية من الكربوهيدرات. تُعرف السيستاتينات من النوع الأول أيضًا باسم ستيفينز (نسبةً إلى معهد ستيفان حيث تم اكتشافها لأول مرة [ 5 ] ).
  • تُعدّ السيستاتينات من النوع الثاني، وهي عديدات ببتيد تُفرز بشكل رئيسي خارج الخلايا، حمضية في الغالب، وتحتوي على أربعة بقايا سيستين محفوظة معروفة بتكوين رابطتين ثنائيتي الكبريتيد ، وقد تخضع لعملية الغلكزة و/أو الفسفرة . يتم تصنيعها مع ببتيد إشارة يتكون من 19 إلى 28 حمضًا أمينيًا. وهي واسعة الانتشار وتوجد في معظم سوائل الجسم.
  • السيستاتينات من النوع الثالث هي بروتينات متعددة المجالات. والممثلون الثدييون لهذه المجموعة هم الكينينوجينات . يوجد ثلاثة أنواع مختلفة من الكينينوجينات في الثدييات: الكينينوجين عالي الكتلة الجزيئية (H-kininogen، InterPro : IPR002395 ) والكينينوجين منخفض الكتلة الجزيئية (L-kininogen)، الموجودان في عدد من الأنواع، والكينينوجين T-kininogen، الموجود فقط في الجرذان. 
  • السيستاتينات غير المصنفة. هي بروتينات شبيهة بالسيستاتين توجد في مجموعة متنوعة من الكائنات الحية: فيتوسيستاتينات نباتية، وفيتوين في الثدييات، وسيستاتينات حشرية، وسيستاتين سم أفعى النفخ، الذي يثبط الميتالوبروتيازات من عائلة ببتيداز MEROPS M12 (أستاسين/أداماليسين). كما تبين أن عددًا من البروتينات الشبيهة بالسيستاتين تفتقر إلى النشاط التثبيطي.

السيستاتينات البشرية

سيستاتينات النبات

تتميز السيستاتينات النباتية بخصائص فريدة تسمح بتصنيفها ضمن فئة خاصة تُسمى فيتوسيستاتين. من هذه الخصائص وجود حلزون ألفا في الطرف الأميني، وهو موجود فقط في السيستاتينات النباتية. تشارك الفيتوسيستاتينات في العديد من العمليات الحيوية، بما في ذلك إنبات النبات ودفاعه. وقد وجد فان ويك وزملاؤه حوالي 19 نوعًا مختلفًا من السيستاتينات المشابهة لأوريزاسيسيتاتين-1 في فول الصويا، بالإضافة إلى بروتيازات السيستين ذات الصلة. [ 6 ]

  1. النشاط التثبيطي: تعمل السيستاتينات النباتية، مثل نظيراتها الحيوانية، عن طريق تثبيط بروتيازات السيستين. وبذلك، تنظم العديد من العمليات الخلوية، بما في ذلك تحلل البروتين والشيخوخة والاستجابات الدفاعية.
  2. آليات الدفاع: ترتبط بعض السيستاتينات النباتية بآليات دفاعية ضد الحيوانات العاشبة ومسببات الأمراض. فعندما يتعرض النبات للهجوم، قد ينتج السيستاتينات للتداخل مع الإنزيمات الهاضمة للحيوانات العاشبة أو البروتيازات الخاصة بمسببات الأمراض الغازية.
  3. التعبير النسيجي النوعي: قد تُظهر أنسجة وأعضاء نباتية مختلفة أشكالاً متماثلة محددة من السيستاتين. يشير هذا التعبير النسيجي النوعي إلى أن هذه البروتينات تؤدي أدواراً متميزة في أجزاء مختلفة من النبات.
  4. الاستجابة للإجهاد: غالباً ما تُشارك السيستاتينات النباتية في الاستجابة للإجهاد البيئي. فعندما تواجه النباتات ظروفاً مثل الجفاف أو الحرارة أو غيرها من الضغوط، قد يتغير التعبير عن السيستاتينات كجزء من استجابة النبات التكيفية.
  5. نمو البذور: تشارك السيستاتينات أيضًا في نمو البذور ونضجها. وتلعب دورًا في تنظيم نشاط البروتياز خلال مراحل نمو البذور.
  6. التنوع: يتميز عالم النبات بتنوع كبير في السيستاتينات، وقد تمتلك أنواع نباتية مختلفة أشكالًا فريدة من السيستاتين ذات وظائف محددة. ويعكس هذا التنوع قدرة هذه البروتينات على التكيف مع مختلف البيئات الإيكولوجية.

إن فهم السيستاتينات النباتية لا يقتصر على أهميته في كشف الآليات الجزيئية لبيولوجيا النبات فحسب، بل يمتد ليشمل تطبيقاتها المحتملة في الزراعة. ويمكن أن يُسهم تسخير المعرفة بالسيستاتينات في النباتات في تطوير محاصيل ذات مقاومة محسّنة للآفات والأمراض. ولا تزال الأبحاث الجارية تستكشف أدوار وتطبيقات السيستاتينات النباتية في أنواع نباتية متنوعة.

نفاذية الغشاء

اخترق السيستاتين الدجاجي غشاء خلايا MCF-10A neo T بسرعة ، وقام بتثبيط الكاثيبسين B عندما تم أسيلته ببقايا الأحماض الدهنية المكونة من 6-18 ذرة كربون. [ 7 ]

انظر أيضاً

  • أفيمر ، وهو نوع من البروتينات المُهندسة التي تعتمد على هيكل السيستاتين

مراجع

  1. ↑ Salat J، Paesen GC، Rezácová P، Kotsyfakis M، Kovárová Z، Sanda M، et  al. (يوليو 2010). "التركيب البلوري والتوصيف الوظيفي للسيساتين اللعابي المعدل للمناعة من القراد الناعم Ornithodoros moubata" . مجلة الكيمياء الحيوية . 429 (1): 103-112 . دوى : 10.1042 / BJ20100280 . بمك 3523712 . بميد 20545626 .  تم عرضه باستخدام PyMOL
  2. ↑ راولينغز، ن. د.، وباريت، أ. ج. (يناير 1990). "تطور بروتينات عائلة السيستاتين الفائقة". مجلة التطور الجزيئي . 30 (1): 60-71 . Bibcode : 1990JMolE..30...60R . doi : 10.1007/BF02102453 . PMID: 2107324. S2CID : 33504413 .  
  3. ↑ أبراهامسون م، ألفاريز-فرنانديز م، ناثانسون سي إم (2003). "السيستاتينات". ندوة الجمعية الكيميائية الحيوية . 70 (70): 179-199 . doi : 10.1042/bss0700179 . PMID 14587292 . 
  4. ↑ تورك ف، بودي و (يوليو 1991). "السيستاتينات: مثبطات بروتينية لبروتيازات السيستين". رسائل FEBS . 285 (2): 213-219 . Bibcode : 1991FEBSL.285..213T . doi : 10.1016 / 0014-5793(91)80804-C . PMID 1855589. S2CID 40444629 .  
  5. ^ ماخليد دبليو، بورشارت يو، فريتز إتش، برزين جي، ريتونجا أ، تورك الخامس (نوفمبر 1983). "مثبطات البروتين لبروتينات السيستين. II. الهيكل الأساسي للستيفين، مثبط البروتين الخلوي لبروتينات السيستين من الخلايا المحببة متعددة الأشكال النووية البشرية". Hoppe-Seyler's Zeitschrift for physiologische Chemie . 364 (11): 1481–1486 . ​​دوى : 10.1515/bchm2.1983.364.2.1481 . بميد 6689312 . 
  6. ↑ فان ويك إس جي، دو بليسيس إم، كوليس سي إيه، كونرت كيه جيه، فورستر بي جيه (نوفمبر 2014). " تعبير ونشاط بروتياز السيستين والسيستاتين أثناء نمو وشيخوخة عُقيدات فول الصويا" . بي إم سي بيولوجيا النبات . 14 (1) 294. Bibcode : 2014BMCPB..14..294V . doi : 10.1186/s12870-014-0294-3 . PMC 4243279. PMID 25404209 .  
  7. ↑ كوتشيفار ن، أوبرماير ن، كريفت س (سبتمبر 2008). "نفاذية غشاء السيستاتين المؤَسْتَل تعتمد على طول سلسلة الأحماض الدهنية". علم الأحياء الكيميائي وتصميم الأدوية . 72 (3): 217-224 . doi : 10.1111/j.1747-0285.2008.00693.x . PMID 18702630. S2CID 24573152 .  

للمزيد من القراءة