مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات

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

مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات ( InsP3R ، IP3R ) هو مُركّب بروتيني سكري غشائي يعمل كقناة أيونات الكالسيوم (Ca2 +) التي يتم تنشيطها بواسطة إينوزيتول ثلاثي الفوسفات (InsP3، IP3 ) . يتميز InsP3R بتنوعه الكبير بين الكائنات الحية، وهو ضروري للتحكم في العمليات الخلوية والفسيولوجية، بما في ذلك انقسام الخلايا ، وتكاثرها ، وموتها المبرمج، والإخصاب ، والنمو ، والسلوك، والتعلم، والذاكرة. [ 2 ] يُمثل مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات رسولًا ثانويًا رئيسيًا يؤدي إلى إطلاق أيونات الكالسيوم (Ca2 +) من مخازنها داخل الخلايا. هناك أدلة قوية تُشير إلى أن InsP3R يلعب دورًا هامًا في تحويل المحفزات الخارجية إلى إشارات كالسيوم (Ca2 +) داخل الخلايا، والتي تتميز بأنماط معقدة مكانيًا وزمنيًا، مثل موجات وتذبذبات الكالسيوم (Ca2 +) . [ 3 ]

اكتشاف

تم تنقية مستقبل InsP3 لأول مرة من مخيخ الفئران بواسطة علماء الأعصاب سوراشاي سوباتابون وسولومون سنايدر في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز . [ 4 ]

تم استنساخ الحمض النووي التكميلي (cDNA) لمستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات (InsP3) لأول مرة في مختبر كاتسوهيكو ميكوشيبا. وأُبلغ عن التسلسل الأولي على أنه بروتين غير معروف مُركّز في المخيخ يُسمى P400. [ 5 ] يشير الحجم الكبير لهذا الإطار المفتوح للقراءة إلى وزن جزيئي مشابه للبروتين المُنقّى بيوكيميائيًا، وبعد ذلك بوقت قصير، تأكد أن البروتين P400 هو في الواقع مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات. [ 6 ]

توزيع

يتوزع هذا المستقبل على نطاق واسع في الأنسجة، ولكنه يتواجد بكثرة خاصة في المخيخ . وتوجد معظم مستقبلات إينوزيتول ثلاثي الفوسفات (InsP3Rs) مدمجة في الشبكة الإندوبلازمية .

بناء

باستخدام تقنية علم البلورات بالأشعة السينية [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] والمجهر الإلكتروني فائق البرودة (cryo-EM) [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] ، تم الحصول على العديد من البنى البروتينية لمستقبلات IP3 من الفئران والجرذان والبشر. ساعدت هذه البنى في تحديد البنية العامة للقناة. يتكون التجمع المتناظر C4، الذي يبلغ وزنه 1.2 ميغا دالتون، من نطاق غشائي (TMD) مدمج في الشبكة الإندوبلازمية، ضمن طية قناة كاتيونية سداسية النطاقات الغشائية (6TM) ذات نطاقات متبادلة، مغطاة بنطاق سيتوبلازمي كبير (CD). وبهذه الطريقة، تتشارك مستقبلات IP3 تشابهًا كبيرًا مع مستقبلات RyR الأكبر حجمًا والأقل صلة بها. [ 17 ] يحتوي النطاق الدائري على جميع مواقع ارتباط الليجاند المعروفة، بما في ذلك موقع ارتباط IP3 ، وموقعي ارتباط Ca2 + ، وموقع ارتباط نيوكليوتيد الأدينين، وطية إصبع C2H2Zn2 + . وقد تم تحديد مشهد توافقي شامل يعتمد على Ca2 + باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة . [ 18 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بوساناك، إي.، يامازاكي، هـ.، ماتسو-أورا، ت.، ميتشيكاوا، ت.، ميكوشيبا، ك.، إيكورا، م. (يناير 2005). "البنية البلورية لنطاق تثبيط ارتباط الليجاند لمستقبل إينوزيتول 1،4،5-ثلاثي الفوسفات من النوع 1" . الخلية الجزيئية . 17 (2): 193-203 . doi : 10.1016/j.molcel.2004.11.047 . PMID 15664189 . 
  2. ↑ بوساناك، آي.، ألاتيا، جيه. آر.، مال، تي. كيه.، تشان، جيه.، تالاريكو، إس.، تونغ، إف. كيه.، وآخرون . (ديسمبر 2002). "بنية النواة الرابطة لمستقبل إينوزيتول 1،4،5-ثلاثي الفوسفات في مركب مع الربيطة الخاصة به". نيتشر . 420 (6916): 696-700 . Bibcode : 2002Natur.420..696B . doi : 10.1038/nature01268 . PMID 12442173. S2CID 4422308 .   
  3. ↑ يوشيدا واي، إيماي إس (يونيو 1997). "بنية ووظيفة مستقبل إينوزيتول 1،4،5-ثلاثي الفوسفات" . المجلة اليابانية لعلم الأدوية . 74 (2): 125-137 . doi : 10.1254/jjp.74.125 . PMID 9243320 . 
  4. ↑ سوباتابون إس، وورلي بي إف، بارابان جيه إم، سنايدر إس إتش (يناير 1988). "إذابة وتنقية وتوصيف مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 263 (3): 1530-1534 . doi : 10.1016/S0021-9258(19)57336-7 . PMID 2826483 . 
  5. ↑ فورويتشي تي، يوشيكاوا إس، ميكوشيبا ك (يوليو 1989). "تسلسل النيوكليوتيدات للحمض النووي المكمل (cDNA) الذي يرمز لبروتين P400 في مخيخ الفأر" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 17 (13): 5385-5386 . doi : 10.1093/nar/17.13.5385 . PMC 318125. PMID 2762133 .  
  6. ↑ فورويتشي تي، يوشيكاوا إس، مياواكي إيه، وادا كيه، مايدا إن، ميكوشيبا كيه (نوفمبر 1989). "البنية الأولية والتعبير الوظيفي لبروتين P400 الرابط لثلاثي فوسفات الإينوزيتول 1،4،5". نيتشر . 342 ( 6245): 32-38 . Bibcode : 1989Natur.342...32F . doi : 10.1038/342032a0 . PMID 2554142. S2CID 1781700 .  
  7. ↑ بوساناك، آي.، ألاتيا، جيه. آر.، مال، تي. كيه.، تشان، جيه.، تالاريكو، إس.، تونغ، إف. كيه.، وآخرون . (ديسمبر 2002). "بنية النواة الرابطة لمستقبل إينوزيتول 1،4،5-ثلاثي الفوسفات في مركب مع الربيطة الخاصة به". نيتشر . 420 (6916): 696-700 . Bibcode : 2002Natur.420..696B . doi : 10.1038/nature01268 . PMID 12442173. S2CID 4422308 .   
  8. ↑ لين سي سي، بايك كيه، لو زد (سبتمبر 2011). "البنية البلورية لنطاق ارتباط الليجاند لمستقبل إنسولين ثلاثي الفوسفات (InsP₃) في حالتي الارتباط وعدم الارتباط" . مجلة نيتشر للبيولوجيا التركيبية والجزيئية . 18 (10): 1172-1174 . doi : 10.1038/nsmb.2112 . PMC 3242432. PMID 21892169 .  
  9. ↑ سيو إم دي، فيلاماكاني إس، إيشياما إن، ستاثوبولوس بي بي، روسي إيه إم، خان إس إيه، وآخرون . (يناير 2012). "الحفاظ على البنية والوظيفة للمجالات الرئيسية في مستقبلات إينوزيتول ثلاثي الفوسفات (InsP3) والريانودين" . مجلة نيتشر . 483 (7387): 108-112 . Bibcode : 2012Natur.483..108S . doi : 10.1038/nature10751 . PMC 3378505. PMID 22286060 .   
  10. ↑ فان جي، بيكر إم إل، وانغ زد، بيكر إم آر، سينياغوفسكي بي إيه، تشيو دبليو، وآخرون . (نوفمبر 2015). "الكشف عن آلية تنظيم قنوات مستقبلات الإينوزيتول ثلاثي الفوسفات (InsP3R) باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة" . مجلة نيتشر . 527 (7578): 336-341 . Bibcode : 2015Natur.527..336F . doi : 10.1038/nature15249 . PMC 4804758. PMID 26458101 .   
  11. ↑ باك نجاد ن، هايت ر.ك. (أغسطس 2018). "الأساس البنيوي لتنظيم مستقبلات إينوزيتول ثلاثي الفوسفات بواسطة الكالسيوم (Ca2 +) وIP3 " . مجلة نيتشر للبيولوجيا البنيوية والجزيئية . 25 (8): 660-668 . doi : 10.1038/s41594-018-0089-6 . PMC 6082148. PMID 30013099 .  
  12. ↑ فان جي، بيكر إم آر، وانغ زد، سيريشيف إيه بي، لودتك إس جيه، بيكر إم إل، سيريشيفا آي آي (ديسمبر 2018). "يكشف المجهر الإلكتروني فائق البرودة عن التغاير الفراغي المُستحث بالرابطة والذي يكمن وراء تنظيم قنوات مستقبلات الإينوزيتول ثلاثي الفوسفات " . أبحاث الخلية . 28 (12): 1158-1170 . doi : 10.1038/s41422-018-0108-5 . PMC 6274648. PMID 30470765 .  
  13. ↑ أزوميا سي إم، لينتون إي إيه، رايزنر سي جيه، ناكاغاوا تي، كاراكاس إي (فبراير 2020). "بنية مستقبل إينوزيتول ثلاثي الفوسفات البشري من النوع 3 باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة تكشف عن وجود ببتيد ذاتي الارتباط يعمل كمضاد" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 295 (6): 1743-1753 . doi : 10.1074/jbc.RA119.011570 . PMC 7008357. PMID 31915246 .  
  14. ↑ بيكر إم آر، فان جي، سيريشيف إيه بي، أغوستو إم إيه، بيكر إم إل، سيريشيفا آي آي (مايو 2021). "بنية قناة IP3R من النوع 1 في طبقة ثنائية من الدهون باستخدام المجهر الإلكتروني فائق البرودة" . مجلة كوميونيكيشنز بيولوجي . 4 (1) 625. doi : 10.1038/s42003-021-02156-4 . PMC 8149723. PMID 34035440 .  
  15. ↑ شميتز إي إيه، تاكاهاشي إتش، كاراكاس إي (مارس 2022). "الأساس البنيوي لتنشيط وبوابة مستقبلات IP3 " . نيتشر كوميونيكيشنز . 13 (1) 1408. Bibcode : 2022NatCo..13.1408S . doi : 10.1038/ s41467-022-29073-2 . PMC 8930994. PMID 35301323 .  
  16. ↑ فان جي، بيكر إم آر، تيري إل إي، أريج في، تشين إم، سيريشيف إيه بي، وآخرون . (نوفمبر 2022). "الحركات التوافقية وارتباط الليجاند الكامن وراء فتح وتنظيم قناة IP3R" . نيتشر كوميونيكيشنز . 13 (1) 6942. Bibcode : 2022NatCo..13.6942F . doi : 10.1038/ s41467-022-34574-1 . PMC 9663519. PMID 36376291 .   
  17. ↑ وول، ك. أ.، وفان بيتيجيم، ف. (يناير 2022). "قنوات إطلاق الكالسيوم: بنية ووظيفة مستقبلات IP3 ومستقبلات الريانودين" . المراجعات الفيزيولوجية . 102 (1): 209-268 . doi : 10.1152/physrev.00033.2020 . PMID 34280054. S2CID 236141016 .  
  18. ↑ باك نجاد، نافيد؛ سابورو، فيناي؛ هايت، ريتشارد ك. (28-10-2023). "المعايرة البنيوية تكشف عن المشهد التوافقي لمستقبل IP3 المعتمد على أيونات الكالسيوم" . نيتشر كوميونيكيشنز . 14 (1): 6897. doi : 10.1038/s41467-023-42707-3 . ISSN 2041-1723 . PMC 10613215. PMID 37898605 .