البلمتة

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
في عملية البلمتة، تتم إضافة مجموعة بالميتويل (المشتقة من حمض البالميتيك ، الموضح أعلاه).
بلمرة بقايا السيستين
على اليسار، تعمل عملية البلمتة (باللون الأحمر) على تثبيت بروتين أنكيرين جي على غشاء البلازما. على اليمين، صورة مقربة. بقايا البلمتة باللون الأصفر.
تتحكم عملية البلمتة لبروتين جيفيرين في تجميع المستقبلات ومرونة المشابك العصبية GABAergic [ 1 ]

في علم الأحياء الجزيئي ، يُعرف البلمتة بأنها ارتباط تساهمي للأحماض الدهنية ، مثل حمض البالميتيك ، ببقايا السيستين ( بلمتة- S )، وبشكل أقل شيوعًا ببقايا السيرين والثريونين ( بلمتة- O ) في البروتينات ، والتي عادةً ما تكون بروتينات غشائية . [ 2 ] وتختلف الوظيفة الدقيقة للبلمتة باختلاف البروتين المدروس. تُعزز البلمتة كراهية الماء للبروتينات وتُسهم في ارتباطها بالغشاء. كما يبدو أن للبلمتة دورًا هامًا في النقل الخلوي للبروتينات بين حجيرات الغشاء، [ 3 ] بالإضافة إلى تنظيم التفاعلات بين البروتينات . [ 4 ]

على عكس البرينيلية والميريستويلية ، فإن البالميتويلية عادةً ما تكون قابلة للانعكاس (لأن الرابطة بين حمض البالميتيك والبروتين غالبًا ما تكون رابطة ثيوإستر ). يُحفز التفاعل العكسي في خلايا الثدييات بواسطة إنزيمات أسيل-بروتين ثيوإستراز (APTs) في السيتوسول وإنزيمات بالميتويل بروتين ثيوإستراز في الليزوزومات . ولأن البالميتويلية عملية ديناميكية تحدث بعد الترجمة ، يُعتقد أن الخلية تستخدمها لتغيير التموضع الخلوي، أو التفاعلات بين البروتينات، أو قدرات ارتباط البروتين.

من الأمثلة على البروتينات التي تخضع لعملية البلمتة الهيماغلوتينين ، وهو بروتين سكري غشائي يستخدمه فيروس الإنفلونزا للارتباط بمستقبلات الخلية المضيفة. [ 5 ] وقد تم تحديد دورات البلمتة لمجموعة واسعة من الإنزيمات في السنوات القليلة الماضية، بما في ذلك H-Ras و Gsα ومستقبلات بيتا 2 الأدرينالية وإنزيم أكسيد النيتريك البطاني (eNOS). في نقل الإشارة عبر بروتين G، تشارك بلمتة الوحدة الفرعية α، وبرنلة الوحدة الفرعية γ، والميرستلة في ربط بروتين G بالسطح الداخلي للغشاء البلازمي، مما يسمح له بالتفاعل مع مستقبلاته. [ 6 ]

الآلية

تتم عملية إضافة مجموعة البالميتويل إلى البروتين (S-palmitoylation) عادةً بواسطة البروتينات التي تحتوي على نطاق DHHC . وتوجد استثناءات في التفاعلات غير الإنزيمية. يحفز إنزيم أسيل-بروتين ثيوإستراز (APT) التفاعل العكسي. [ 7 ] كما تُستخدم مجموعات أسيل أخرى، مثل الستيرات (C18:0) أو الأوليات (C18:1)، بشكل شائع، لا سيما في البروتينات النباتية والفيروسية، مما يجعل مصطلح "إضافة مجموعة الأسيل إلى البروتين " (S-acylation) أكثر دقة. [ 8 ] [ 9 ]

تم تحديد العديد من بنى نطاق DHHC باستخدام تقنية علم البلورات بالأشعة السينية . يحتوي هذا النطاق على ثلاثية تحفيزية مرتبة خطيًا من الأحماض الأمينية Asp153 وHis154 وCys156. ويعمل وفق آلية بينغ بونغ ، ​​حيث يهاجم السيستين أسيل-CoA لتكوين DHHC مُؤَسْتَل، ثم تُنقل مجموعة الأسيل إلى الركيزة. توجد إنزيمات DHHR، وقد يستخدم هذا الإنزيم (وكذلك بعض إنزيمات DHHC) آلية معقد ثلاثي بدلاً من ذلك. [ 10 ]

يُعدّ 2-بروموبالميتات (2-BP) مثبطًا لعملية البلمتة بواسطة إنزيم DHHC . وهو مثبط غير نوعي يُوقف أيضًا العديد من الإنزيمات الأخرى المسؤولة عن معالجة الدهون. [ 7 ]

البالميتويلوم

أظهر تحليل تلوي لخمس عشرة دراسة وجود مجموعة تضم حوالي 2000 بروتين ثديي مُرتبط بالبالميتويل. وترتبط هذه البروتينات ارتباطًا وثيقًا بالسرطانات واضطرابات الجهاز العصبي . وقد وُجد أن حوالي 40% من البروتينات المشبكية موجودة في هذه المجموعة. [ 11 ]

الوظيفة البيولوجية

عرض الركيزة

تُساهم عملية البلمتة في زيادة انجذاب البروتين إلى الحويصلات الدهنية ، وتُسهّل تجمّع البروتينات. [ 12 ] يُمكن لهذا التجمّع أن يزيد من تقارب جزيئين. كما يُمكنه، في المقابل، أن يعزل البروتين عن ركيزته. على سبيل المثال، تُؤدي بلمتة فوسفوليباز D (PLD) إلى عزل الإنزيم عن ركيزته، فوسفاتيديل كولين. عند انخفاض مستويات الكوليسترول أو ارتفاع مستويات PIP2، يتعطل التموضع المُعتمد على البلمتة ، فينتقل الإنزيم إلى PIP2 حيث يلتقي بركيزته ويُصبح نشطًا من خلال عرض الركيزة . [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]

التخدير العام

يُعدّ البلمتة ضروريًا لتعطيل التخدير، وتحفيز قنوات البوتاسيوم، وتحديد موقع مستقبلات GABA A في المشابك العصبية. تتنافس المخدرات مع البالميتات في الدهون المنظمة، ويؤدي هذا التحرر إلى ظهور أحد مكونات التخدير عبر الغشاء . على سبيل المثال، يتم تنشيط قناة التخدير TREK-1 عن طريق إزاحة المخدر من دهون GM1. [ 16 ] موقع البلمتة خاص بالبالميتات دون البرينيل. مع ذلك، يبدو أن المخدرات تتنافس بشكل غير انتقائي. من المرجح أن هذا التنافس غير الانتقائي بين المخدر والبالميتات هو ما يُفسر ارتباط ماير-أوفرتون .

تكوين المشابك العصبية

أدرك العلماء أهمية ربط سلاسل طويلة كارهة للماء ببروتينات محددة في مسارات الإشارات الخلوية. ومن الأمثلة الجيدة على هذه الأهمية تجميع البروتينات في المشبك العصبي. يُعد بروتين الكثافة بعد المشبكية (95 كيلو دالتون) PSD-95 وسيطًا رئيسيًا لتجميع البروتينات في المشبك العصبي . عندما يخضع هذا البروتين لعملية البلمتة، فإنه يقتصر على الغشاء الخلوي. يسمح هذا التقييد للغشاء له بالارتباط بقنوات الأيونات في الغشاء بعد المشبكي وتجميعها . كذلك، في العصبون قبل المشبكي، توجه بلمتة SNAP-25 هذا البروتين إلى التوزع في الغشاء الخلوي [ 17 ] ، مما يسمح لمركب SNARE بالانفصال أثناء اندماج الحويصلات. وهذا يُبرز دور البلمتة في تنظيم إطلاق الناقلات العصبية [ 18 ] .

يبدو أن عملية البلمتة لبروتين دلتا كاتينين تنسق التغيرات المعتمدة على النشاط في جزيئات الالتصاق المشبكي، وبنية المشبك العصبي، ومواقع المستقبلات التي تشارك في تكوين الذاكرة. [ 19 ]

أُفيد أن عملية إضافة حمض البالميتيك إلى الجيفيرين تؤثر على المشابك العصبية GABAergic . [ 1 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 ديانوفيتش ب، سيمتنر م، إيبرت س، لامكيمير ت، نويزر ف، لوشر ب، ماير ج.س، شوارتز ج (يوليو 2014). "يتحكم بلمرة الجيفيرين في تجميع المستقبلات ومرونة المشابك العصبية الغاباوية" . مجلة PLOS Biology . 12 (7) e1001908. doi : 10.1371/journal.pbio.1001908 . PMC 4099074. PMID 25025157 .  
  2. ↑ ليندر، إم إي، "التعديل العكسي للبروتينات بالأحماض الدهنية المرتبطة بالثيوإستر"، بروتين ليبيديشن ، إف تامانوي ودي إس سيجمان، محرران، ص 215-40 (سان دييغو، كاليفورنيا: أكاديميك برس، 2000).
  3. ↑ روكس أو، بيكر أ، كامز م، فيرفير بي جيه، كورنر سي، لومبيير م، كولمان جيه، والدمان إتش، ويتينغهوفر أ، باستيانس بي آي (2005). "دورة الأسيلة تنظم تموضع ونشاط نظائر راس المُبلمتة". مجلة ساينس . 307 (5716): 1746-1752 . Bibcode : 2005Sci...307.1746R . doi : 10.1126/science.1105654 . PMID 15705808. S2CID 12408991 .  
  4. ↑ باسو، ج.، "بلمتة البروتين والتعديل الديناميكي لوظيفة البروتين"، مجلة العلوم الحالية ، المجلد 87، العدد 2، الصفحات 212-217 (25 يوليو 2004)، http://www.ias.ac.in/currsci/jul252004/contents.htm
  5. ^ باليز، بيتر؛ غارسيا ساستر، أدولفو (1999). "فيروسات الأنفلونزا (ORTHOMYXOVIRIDAE) | البيولوجيا الجزيئية" . موسوعة علم الفيروسات . الصفحات من 830 إلى 836. دوى : 10.1006/rwvi.1999.0157 . رقم ISBN  978-0-12-227030-7.{{cite encyclopedia}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  6. ↑ وول، إم إيه؛ كولمان، دي إي؛ لي، إي؛ إينيغيز-لوهي، جيه إيه؛ بوسنر، بي إيه؛ غيلمان، إيه جي؛ سبرانغ، إس آر (15 ديسمبر 1995). "بنية بروتين جي غير المتجانس ثلاثي الوحدات Gi alpha 1 beta 1 gamma 2" . مجلة Cell . 83 (6): 1047-1058 . doi : 10.1016/0092-8674(95)90220-1 . PMID 8521505 . 
  7. 1 2 لانيون-هوغ، ت.، فاروناتو، م.، سيروا، ر.أ.، وتيت، إ.و. (2017). أسيلة البروتين الديناميكية: ركائز وآليات وأهداف دوائية جديدة. اتجاهات في العلوم البيوكيميائية، 42(7)، 566-581. doi:10.1016/j.tibs.2017.04.004
  8. ↑ لي، ي؛ تشي، ب (2017). "التقدم نحو فهم عملية الأسيلة البروتينية S: آفاق في النباتات" . مجلة فرونتيرز إن بلانت ساينس . 8 : 346. Bibcode : 2017FrPS....8..346L . doi : 10.3389 / fpls.2017.00346 . PMC 5364179. PMID 28392791 .  
  9. ↑ "البروتينات الدهنية - بروتينات مُعدّلة برابطة تساهمية مع الدهون - بروتينات N-ميريستويلية، وS-بالميتويلية، وبرينيلية، وغريلين، وبروتينات هيدجهوج" . www.lipidmaps.org.co.uk . تاريخ الاطلاع: 19 يوليو 2021 .
  10. ↑ رانا، إم إس؛ لي، سي جيه؛ بانيرجي، إيه (28 فبراير 2019). "الآلية الجزيئية لإنزيمات أسيل ترانسفيراز البروتين DHHC". معاملات الجمعية الكيميائية الحيوية . 47 (1): 157-167 . doi : 10.1042/BST20180429 . PMID 30559274. S2CID 56175691 .  
  11. ↑ ساندرز إس إس، مارتن دي دي، بوتلاند إس إل، لافالي-آدم إم، كالزولاري دي، كاي سي، ييتس جيه آر، هايدن إم آر (أغسطس 2015). "يشير تنظيم البالميتويلوم لدى الثدييات إلى دور محوري للبالميتويل في أمراض واضطرابات الجهاز العصبي والسرطانات" . مجلة PLOS لعلم الأحياء الحاسوبي . 11 (8) e1004405. Bibcode : 2015PLSCB..11E4405S . doi : 10.1371/journal.pcbi.1004405 . PMC 4537140. PMID 26275289 .  
  12. ↑ ليفنتال، آي.؛ لينغوود، د.؛ غرزيبك، م.؛ كوسكون، يو.؛ سيمونز، ك. (3 ديسمبر 2010). " ينظم البالميتويل تقارب الحويصلات لمعظم بروتينات الحويصلات المتكاملة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 107 (51): 22050-22054 . Bibcode : 2010PNAS..10722050L . doi : 10.1073/pnas.1016184107 . PMC 3009825. PMID 21131568 .  
  13. ↑ بيترسن، إي إن؛ تشونغ، إتش دبليو؛ نايبوسادري، إيه؛ هانسن، إس بي (15 ديسمبر 2016). " الاضطراب الحركي لجزر الدهون هو مستشعر ميكانيكي لإنزيم فوسفوليباز د." نيتشر كوميونيكيشنز . 7 13873. Bibcode : 2016NatCo...713873P . doi : 10.1038/ncomms13873 . PMC 5171650. PMID 27976674 .  
  14. ↑ روبنسون، سي في؛ روهاكس، تي؛ هانسن، إس بي (سبتمبر 2019). "أدوات لفهم تنظيم الدهون النانوية لقنوات الأيونات" . اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 44 (9): 795-806 . doi : 10.1016/j.tibs.2019.04.001 . PMC 6729126. PMID 31060927 .  
  15. ↑ بيترسن، إي إن؛ بافيل، إم إيه؛ وانغ، إتش؛ هانسن، إس بي (28 أكتوبر 2019). " تعطيل التموضع بوساطة البالميتات؛ مسار مشترك لتفعيل قنوات TREK-1 بالقوة والتخدير" . مجلة بيوكيميكا وبيوفيزيكا أكتا (BBA) - الأغشية الحيوية . 1862 (1) 183091. doi : 10.1016/j.bbamem.2019.183091 . PMC 6907892. PMID 31672538 .  
  16. ↑ بافيل، محمود عارف؛ بيترسن، إي. نيكولاس؛ وانغ، هاو؛ ليرنر، ريتشارد أ.؛ هانسن، سكوت ب. (16 يونيو 2020). "دراسات حول آلية التخدير العام" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 117 (24): 13757-13766 . Bibcode : 2020PNAS..11713757P . doi : 10.1073 / pnas.2004259117 . PMC 7306821. PMID 32467161 .  
  17. ↑ غريفز، جينيفر (مارس 2011). " ينظم التبلمر التفاضلي لبروتين SNAP25 النمط الخلوي الداخلي" . مجلة علوم الخلية . 124 (8): 1351-1360 . doi : 10.1242/jcs.079095 . PMC 3065388. PMID 21429935 .  
  18. ↑ "الآليات الجزيئية لتكوين المشابك العصبية". حرره ألكسندر ديتياتيف وعلاء الحسيني. سبرينغر: نيويورك، نيويورك. 2006. ص 72-75
  19. ↑ بريجيدي جي إس، صن واي، بيكانو-كيلي دي، بيتمان كيه، جوباسر إم، بورغلاند إس إل، ميلنروود إيه جيه، بامجي إس إكس (23 يناير 2014). "يؤدي بلمرة الكاتينين دلتا بواسطة DHHC5 إلى توسط اللدونة المشبكية الناتجة عن النشاط" . مجلة نيتشر لعلم الأعصاب . 17 (4): 522-532 . doi : 10.1038 /nn.3657 . PMC 5025286. PMID 24562000 .  

للمزيد من القراءة