Məlumat

Fermentin və ya daşıyıcının substrata və ya həll olunan maddəyə yaxınlığına bağlanma yerindəki amin turşuları təsir edirmi?

Fermentin və ya daşıyıcının substrata və ya həll olunan maddəyə yaxınlığına bağlanma yerindəki amin turşuları təsir edirmi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bir fermentin və ya zülal daşıyıcısının yaxınlığı substratın/məhlulun bağlanma gücünü göstərir. Daha yüksək yaxınlığa malik olan bir ferment öz substratını daha aşağı yaxınlıqlı bir analoqdan daha güclü birləşdirir. Yaxınlıq həmişə fermentin zülal strukturunun funksiyasıdırmı? İki fərqli növdə eyni fermentin substrat üçün fərqli yaxınlıqları olsaydı, bu, iki növdə fermentin bağlanma yerlərində amin turşularında fərqlərin olduğunu göstərirmi?


Doyma kinetikasını izləyən reaksiyada KM əsasən substratın/liqandın konsentrasiyasıdır ki, bu zaman reaksiyanın sürəti maksimum sürətin yarısıdır (və ya bağlanma yerləri yarı doymuşdur).

K.-nin biofiziki mənasıM əsas modeldən asılı olacaq. Məsələn, Michaelis-Menten modelinin tarazlıq yaxınlaşmasında KM dissosiasiya sabiti ilə eynidir (fermentin və substratın). Briggs-Haldane modelində (kvazi sabit vəziyyət yaxınlaşması) bir qədər mürəkkəbdir: KM = (kr + kpişik)/kf.

Ümumiyyətlə, əsas qayda K-ni aşağı salmaqdırM reaksiya daha tez doyacaq.

Yaxınlıq həmişə fermentin zülal strukturunun funksiyasıdırmı? Əgər kimsə iki fərqli növdə eyni fermenti öyrənirsə və fermentin iki növdə fərqli yaxınlıqlara malik olduğunu müşahidə edirsə, bu, bu iki növ arasında fermentin bağlanma yerlərində əsas aminturşu komponentində cüzi fərqin ola biləcəyini göstərirmi?

Zülalın demək olar ki, hər bir xüsusiyyəti (yalnız bir liqandla yaxınlıq deyil) onun kimyəvi tərkibi və quruluşu ilə bağlıdır. Bağlanmada birbaşa iştirak etmələrinə baxmayaraq, bağlanma yerindəki amin turşuları yaxınlığın yeganə töhfəçiləri deyil. Zülalın ümumi quruluşu üçün vacib olan digər amin turşuları da funksiyanın qorunmasında vacibdir.


Sualınızı çevirərək @WYSIWYG-nin cavabına əlavə edəcəyəm: "Əgər siz bağlanma yerindəki amin turşularını dəyişsəniz, bu, zülalın liqandla yaxınlığına təsir edərmi?"

Bunun cavabı belədir bəli, və bir ferment üçün substratın spesifikliyini tamamilə dəyişə bilərsiniz, çünki Wilson və Agardın bu rəyini oxuyaraq aşkar edə bilərsiniz.

Bununla belə, onu da bilmək lazımdır ki, liqand bağlayan yerdən kənarda zülalın hissələrində qalıqların dəyişməsi də bağlanmanın yaxınlığına təsir edə bilər - məsələn, Oue tərəfindən bu məqaləyə baxın. və b.

[*Bu, membran reseptorları və hemoglobin kimi nəql zülalları kimi liqandları bağlayan digər zülalları əhatə edən sualı daha ümumi edir.]


Fermentin və ya daşıyıcının substrata və ya həll olunan maddəyə yaxınlığına bağlanma yerindəki amin turşuları təsir edirmi? - Biologiya

Glutamin fiziologiya və xərçəngdə çoxlu funksiyaları olan bir amin turşusudur.

Şiş hüceyrələri qlutaminə aludə olurlar.

Məməlilərin hüceyrələrinin plazma membranında çoxlu qlutamin daşıyıcıları var.

Şiş hüceyrələri qlutamin üçün yüksək tələbatlarını ödəmək üçün seçici daşıyıcıları stimullaşdırır.

Qlutamin daşıyıcılarından bəziləri xərçəng müalicəsində dərman hədəfi kimi potensiala malikdir.


İçindəkilər

ABC daşıyıcıları müxtəlif substratları hüceyrə membranları vasitəsilə nəql etmək üçün ATP bağlanması və hidroliz enerjisindən istifadə edirlər. Onlar üç əsas funksional kateqoriyaya bölünür. Prokaryotlarda, idxalçılar qida maddələrinin hüceyrəyə daxil olmasına vasitəçilik edir. Daşıla bilən substratlara ionlar, amin turşuları, peptidlər, şəkərlər və əsasən hidrofilik olan digər molekullar daxildir. ABC daşıyıcısının membranı əhatə edən bölgəsi hidrofilik substratları membran iki qatının lipidlərindən qoruyur, beləliklə hüceyrə membranı boyunca bir yol təmin edir. Eukaryotların heç bir idxalçıları yoxdur. İxracatçılar və ya axıdıcılarHəm prokaryotlarda, həm də eukariotlarda mövcud olan toksinləri və dərmanları hüceyrədən çıxaran nasoslar kimi fəaliyyət göstərir. Qram-mənfi bakteriyalarda ixracatçılar lipidləri və bəzi polisaxaridləri sitoplazmadan periplazmaya nəql edirlər. ABC zülallarının üçüncü alt qrupu daşıyıcı kimi fəaliyyət göstərmir, əksinə tərcümə və DNT təmiri proseslərində iştirak edir. [4]

Prokaryotik redaktə

Bakterial ABC daşıyıcıları hüceyrənin canlılığı, virulentliyi və patogenliyi baxımından vacibdir. [1] [4] Dəmir ABC qəbul sistemləri, məsələn, virulentliyin mühüm təsirçiləridir. [11] Patojenlər yüksək yaxınlıqlı dəmir bağlayan zülallar və ya eritrositlər ilə kompleksdə olan dəmiri təmizləmək üçün Enterobactin kimi sideroforlardan istifadə edirlər. Bunlar bakteriyalar tərəfindən ifraz olunan və dəmiri dəmir-siderofor komplekslərinə reabsorb edən yüksək yaxınlıqlı dəmir-şelatlaşdırıcı molekullardır. chvE-gguAB geni Agrobacterium tumefaciens virulentliklə də əlaqəli olan qlükoza və qalaktoz idxalçılarını kodlayır. [12] [13] Taşıyıcılar hüceyrənin sağ qalması üçün son dərəcə vacibdir, belə ki, hüceyrədə baş verən hər hansı arzuolunmaz dəyişikliyə qarşı çıxan zülal sistemləri kimi fəaliyyət göstərirlər. Məsələn, osmotik gücün potensial ölümcül artması məhlulların qəbuluna vasitəçilik edən osmosensasiya edən ABC daşıyıcılarının aktivləşdirilməsi ilə tarazlaşdırılır. [14] Nəqliyyatda fəaliyyət göstərməkdən başqa, bəzi bakterial ABC zülalları da bir sıra fizioloji proseslərin tənzimlənməsində iştirak edir. [4]

Bakterial efflux sistemlərində hüceyrədən çıxarılması lazım olan müəyyən maddələrə bakteriya hüceyrəsinin səthi komponentləri (məsələn, kapsul polisaxaridlər, lipopolisaxaridlər və teixoik turşu), bakterial patogenezdə iştirak edən zülallar (məsələn, hemoliz, hem bağlayıcı zülal və qələvi) daxildir. proteaz), hem, hidrolitik fermentlər, S-lay zülalları, kompetensiya faktorları, toksinlər, antibiotiklər, bakteriosinlər, peptid antibiotiklər, dərmanlar və sideroforlar. [15] Onlar həmçinin hüceyrədənkənar polisaxaridlərin biosintezi [16] və sitoxrom biogenez də daxil olmaqla biosintetik yollarda mühüm rol oynayırlar. [17]

Eukaryotik redaktə

Əksər eukaryotik ABC daşıyıcıları eflukser olsa da, bəziləri substratların daşınmasında birbaşa iştirak etmir. Kistik fibrozun transmembran tənzimləyicisində (CFTR) və sulfonilüre reseptorunda (SUR) ATP hidrolizi ABC zülalının özü və ya digər zülallar tərəfindən daşınan ion kanallarının açılması və bağlanmasının tənzimlənməsi ilə əlaqələndirilir. [5]

İnsan ABC daşıyıcıları ABC genlərindəki polimorfizmlərdən yaranan və nadir hallarda tək ABC zülallarının funksiyasının tam itirilməsi nəticəsində yaranan bir neçə xəstəlikdə iştirak edirlər. [18] Bu cür xəstəliklərə Mendel xəstəlikləri və kistik fibroz, adrenolökodistrofiya, Starqardt xəstəliyi, Tanjer xəstəliyi, immun çatışmazlıqlar, mütərəqqi ailədaxili xolestaz, Dubin-Conson sindromu, psevdoksantoma elastikium, davamlı hiperfansemiya səbəbiylə fokuslu hiperfansemiya kimi kompleks genetik xəstəliklər daxildir. hiperplaziya, X ilə əlaqəli sideroblastoz və anemiya, yaşa bağlı makula degenerasiyası, ailə hipoapoproteinemiya, Retinitis pigmentosum, konus çubuğu distrofiyası və s. [5] İnsan ABCB (MDR/TAP) ailəsi, struktur cəhətdən əlaqəsi olmayan müxtəlif dərmanlara qarşı çoxlu dərman müqavimətinə (MDR) cavabdehdir. ABCB1 və ya MDR1 P-qlikoproteini lipidlərin daşınmasının əsas funksiyası olduğu digər bioloji proseslərdə də iştirak edir. Onun adrenal bezlər tərəfindən steroid aldosteronun ifrazına vasitəçilik etdiyi aşkar edilmişdir və onun inhibisyonu dendritik immun hüceyrələrin miqrasiyasını maneə törədir, [19], ehtimal ki, lipid trombosit aktivləşdirən amilin (PAF) xaricə daşınması ilə əlaqədardır. Həmçinin ABCB1-in ABCB1 transfeksiya edilmiş hüceyrələrdə progesteronun deyil, kortizol və deksametazonun daşınmasına vasitəçilik etdiyi bildirilmişdir. MDR1 həmçinin xolesterolu, fosfatidilkolinin (PC), fosfatidiletanolamin (PE), fosfatidilserin (PS), sfinqomielini (SM) və qlükozilseramidin (GlcCer) qısa zəncirli və uzun zəncirli analoqlarını nəql edə bilər. MDR1 daşıyıcısı vasitəsilə müxtəlif endogen lipidlərin multispesifik daşınması lipidlərin, xüsusən də PS və PE kimi daxili plazma membranı vərəqəsində normal olaraq üstünlük təşkil edən növlərin transbilayer paylanmasına təsir göstərə bilər. [18]

Bu yaxınlarda ABC daşıyıcılarının plasentada mövcud olduğu göstərilmişdir ki, bu da onların inkişaf etməkdə olan döl üçün ksenobiotiklərə qarşı qoruyucu rol oynaya biləcəyini göstərir. [20]

Bütün ABC nəqliyyat zülalları dörd əsas domendən ibarət struktur təşkilatı paylaşır [21]. Bu domenlər iki trans-membran (T) domenindən və iki sitozolik (A) domenindən ibarətdir. İki T sahəsi daxili və xaricə baxan oriyentasiya arasında dəyişir və alternativ adenozin trifosfat və ya ATP-nin hidrolizindən qaynaqlanır. ATP A alt bölmələrinə bağlanır və daha sonra alternativi gücləndirmək üçün hidroliz edilir, lakin bunun baş verdiyi dəqiq proses məlum deyil. Dörd sahə əsasən bakteriyalarda meydana gələn və ya bir və ya iki çoxdomenli polipeptiddə mövcud olan dörd ayrı polipeptiddə ola bilər. [10] Polipeptidlər bir domen olduqda, onlara tam domen, iki çox domen olduqda isə yarım domen kimi istinad edilə bilər. [9] T domenlərinin hər biri adətən 10 membranı əhatə edən alfa spiralından qurulur və onların vasitəsilə daşınan maddə plazma membranından keçə bilir. Həmçinin, T domenlərinin strukturu hər bir ABC zülalının spesifikliyini müəyyən edir. İçə baxan konformasiyada A domenindəki bağlama yeri birbaşa ətrafdakı sulu məhlullara açıqdır. Bu, hidrofilik molekulların birbaşa fosfolipid iki qatının daxili vərəqindən bağlanma yerinə daxil olmasına imkan verir. Bundan əlavə, zülaldakı boşluq birbaşa membranın iki qatının daxili vərəqinin hidrofobik nüvəsindən əldə edilir. Bu, hidrofobik molekulların birbaşa fosfolipid iki qatının daxili vərəqindən bağlanma yerinə daxil olmasına imkan verir. ATP enerjisi ilə xaricə baxan konformasiyaya keçdikdən sonra molekullar bağlanma yerindən sərbəst buraxılır və ekzoplazmik vərəqə və ya birbaşa hüceyrədənkənar mühitə qaçmağa icazə verilir. [10]

Bütün ABC daşıyıcılarının ümumi xüsusiyyəti onların iki fərqli domendən ibarət olmasıdır transmembran domeni (TMD)nukleotid bağlayan domen (NBD). Membran əhatə edən domen (MSD) və ya inteqral membran (IM) domeni kimi də tanınan TMD, membranın iki qatına daxil edilmiş alfa spirallarından ibarətdir. O, müxtəlif substratları tanıyır və substratı membrandan keçirmək üçün konformasiya dəyişikliklərinə məruz qalır. TMD-lərin ardıcıllığı və arxitekturası dəyişkəndir və köçürülə bilən substratların kimyəvi müxtəlifliyini əks etdirir. NBD və ya ATP bağlayan kaset (ABC) domeni, əksinə, sitoplazmada yerləşir və yüksək qorunan ardıcıllığa malikdir. NBD, ATP bağlaması üçün saytdır. [22] Əksər ixracatçılarda N-terminal transmembran domeni və C-terminal ABC domenləri TMD-NBD-TMD-NBD kimi düzülmüş tək polipeptid zənciri kimi birləşdirilir. Buna misal göstərmək olar E. coli hemolizin ixracatçısı HlyB. İdxalçıların ters çevrilmiş təşkilatı var, yəni NBD-TMD-NBD-TMD, burada ABC domeni N-terminal, TMD isə C-terminaldır, məsələn E. coli Makrolid müqavimətindən məsul olan MacB proteini. [4] [5]

ABC daşıyıcılarının struktur arxitekturası minimal olaraq iki TMD və iki NBD-dən ibarətdir. İki TMD və iki NBD alt bölməsi daxil olmaqla dörd fərdi polipeptid zəncirləri birləşərək tam daşıyıcı kimi E. coli BtuCD [23] [24] B vitamininin qəbulunda iştirak edən idxalçı12. Çoxlu dərman ixracatçısı Sav1866 [25] kimi ixracatçıların əksəriyyəti Staphylococcus aureus, ikidən ibarət homodimerdən ibarətdir yarım daşıyıcılar və ya bir nukleotid bağlayan domen (NBD) ilə birləşmiş TMD monomerləri. Çox vaxt funksionallıq əldə etmək üçün tam daşıyıcı tələb olunur. Bəzi ABC daşıyıcılarında bu sinif zülalların tənzimləyici funksiyasına kömək edən əlavə elementlər var. Xüsusilə, idxalçılar yüksək yaxınlığa malikdirlər bağlayıcı protein (BP) müvafiq ABC daşıyıcısına çatdırılmaq üçün periplazmadakı substratla xüsusi olaraq əlaqələndirilir. İxracatçılarda bağlayıcı zülal yoxdur, lakin bir var hüceyrədaxili domen (ICD) membranı əhatə edən sarmalları və ABC domenini birləşdirən. ICD-nin TMD və NBD arasında əlaqə üçün cavabdeh olduğuna inanılır. [22]

Transmembran domeni (TMD) Redaktə edin

Əksər daşıyıcıların hər monomer üçün 6 α-sarmal ilə cəmi 12 α-spiraldan ibarət transmembran domenləri var. TMD-lər struktur cəhətdən müxtəlif olduğundan, bəzi daşıyıcıların müxtəlif sayda spiralları var (altı ilə on bir arasında). TM domenləri üç fərqli bükülmə dəstinə bölünür: tip I ABC idxalçısı, II tip ABC idxalçısıABC ixracatçısı qatlar. İdxalçı qıvrımlarının təsnifatı ardıcıllığın təfərrüatlı səciyyələndirilməsinə əsaslanır. [22]

Tip I ABC idxalçı qatı əvvəlcə molibdat daşıyıcısının ModB TM alt bölməsində müşahidə edilmişdir. [26] Bu diaqnostik qat da MalFGK-nın MalF və MalG TM alt bölmələrində tapıla bilər.2 [27] və Met daşıyıcısı MetI. [28] MetI daşıyıcısında, həm ModB, həm də MalG üçün əlavə spiral mövcud olduğu halda, minimal 5 transmembran sarmal dəsti bu qatı təşkil edir. Qıvrımın ümumi təşkili TM2-5 spirallarının "yuxarı-aşağı" topologiyasıdır ki, o, translokasiya yolunu və TM1 spiralını xarici, membrana baxan səthə büküb və digər TM sarmalları ilə təmasda saxlayır.

Tip II ABC idxalçı qatı BtuCD-nin [23] iyirmi TM heliks-domenində və Hi1471-də [29] homoloji daşıyıcıda müşahidə olunur. Haemophilus influenzae. BtuCD-də sarmalların qablaşdırılması mürəkkəbdir. Diqqət çəkən nümunə ondan ibarətdir ki, TM2 spiral digər spirallarla yaxınlıqda əhatə olunduğu alt bölmənin mərkəzindən keçir. Bu vaxt, TM5 və TM10 spiralları TMD interfeysində yerləşdirilib. ABC ixracatçılarının membranı əhatə edən bölgəsi domen dəyişdirilmiş tənzimləmədə bir alt bölmədən TM1 və TM2 və digərinin TM3-6 helislərindən ibarət olan iki "qanad" şəklində təşkil edilmişdir. Görkəmli nümunə ondan ibarətdir ki, TM1-3 sarmalları membran müstəvisində bir ox ətrafında təxmini ikiqat fırlanma ilə TM4-6 ilə əlaqəlidir. [22]

İxracatçı qatı əvvəlcə Sav1866 strukturunda müşahidə olunur. Tərkibində 12 TM spiral var, monomer başına 6. [22]

Nukleotid bağlayan domen (NBD) Redaktə edin

ABC domeni iki domendən ibarətdir katalitik nüvə sahəsi RecA-yə bənzər motor ATPazlarına bənzər və daha kiçik, struktur cəhətdən müxtəlifdir α-helikal subdomen bu ABC daşıyıcıları üçün unikaldır. Daha böyük sahə adətən iki β vərəqdən və altı α spiralından ibarətdir, burada katalitik Walker Motif (GXXGXGKS/T burada X hər hansı bir amin turşusudur) və ya P-döngəsiWalker B motivi (ΦΦΦΦD, ondan Φ hidrofobik qalıqdır) yerləşir. Spiral domen üç və ya dörd spiraldan ibarətdir və ABC imza motivi, başqa adla LSGGQ motivi, bağlayıcı peptid və ya C motivi. ABC domenində də adlanan çevik bir döngədə yaşayan bir glutamin qalığı var Q döngəsi, TMD və ABC-ni birləşdirən qapaq və ya γ-fosfat açarı. Q halqasının NBD və TMD-nin qarşılıqlı təsirində, xüsusən də substratın translokasiyası zamanı TMD-nin konformasiya dəyişikliklərinə nukleotid hidrolizinin birləşməsində iştirak etdiyi güman edilir. The H motivi və ya keçid bölgəsində yüksək dərəcədə qorunan histidin qalığı var ki, bu da ABC domeninin ATP ilə qarşılıqlı təsirində vacibdir. ATP bağlayan kaset adı ATP sendviçinin əmələ gəlməsi və ATP hidrolizindən sonra bu sinif zülalların qıvrımlarının və ya motivlərinin diaqnostik düzülüşündən irəli gəlir. [4] [15] [22]

ATP bağlanması və hidroliz Edit

Nəqliyyatçıların iki ABC domeninin dimer formalaşması ATP bağlanmasını tələb edir. [30] Ümumiyyətlə müşahidə olunur ki, ATP ilə bağlı vəziyyət ABC domenləri arasında ən geniş interfeyslə əlaqələndirilir, halbuki nukleotidsiz daşıyıcıların strukturları ABC domenləri arasında daha çox ayrılan uyğunlaşmalar nümayiş etdirir. [22] HisP, [31] GlcV, [32] MJ1267, [33] daxil olmaqla, idxalçılar üçün təcrid olunmuş NBD-lərin ATP ilə bağlı vəziyyətinin strukturları bildirilmişdir. E. coli MalK (E.c.MalK), [34] T. litoralis MalK (TlMalK), [35] və TAP, [36] HlyB, [37] MJ0796, [38] [39] Sav1866, [25] və MsbA kimi ixracatçılar. [40] Bu daşıyıcılarda ATP ABC domeninə bağlıdır. İki ATP molekulu bir alt bölmənin Walker A motivi ilə digərinin LSGGQ motivi arasında sıxışdırılmış dimerin interfeysində yerləşir. [22] Bu ilk dəfə Rad50-də [41] müşahidə edilmiş və LolD daşıyıcısının NBD alt bölməsi olan MJ0796 strukturlarında bildirilmişdir. Methanococcus jannaschii [39] və maltoza daşıyıcısının E.c.MalK. [34] Bu strukturlar həmçinin kataliz zamanı ATP-nin P-döşəmə və LSGGQ motivindəki qalıqlarla sıx təmasda olduğunu aşkar edən biokimyəvi tədqiqatların nəticələrinə uyğun idi. [42]

Aktiv sahənin elektrostatik və/və ya struktur bütövlüyünü təmin etmək və aktiv NBD dimerinin formalaşmasına töhfə vermək üçün nukleotidlərin bağlanması tələb olunur. [43] ATP-nin bağlanması aşağıdakı qarşılıqlı təsirlərlə sabitləşir: (1) Walker A motivindən və ATP-nin adenozin halqasından əvvəlki konservləşdirilmiş aromatik qalığın halqa-stacking qarşılıqlı təsiri, [44] [45] (2) arasında hidrogen bağları Walker A motivində qorunan lizin qalığı və ATP-nin β- və γ-fosfatlarının oksigen atomları və bu fosfatların koordinasiyası və Mg 2+ ionu ilə Walker A motivində bəzi qalıqlar, [32] [36] və ( 3) LSGGQ motivində qlisin qalıqlarının serin və onurğa amid qruplarının yan zənciri ilə γ-fosfat koordinasiyası. [46] Bundan əlavə, ATP bağlanması və dimerləşmənin sıx birləşməsini təklif edən qalıq H-döngüsindəki konservləşdirilmiş histidindir. Bu histidin Walker A motivində və D döngəsində, Walker B motivindən sonra qorunan ardıcıllıqla dimer interfeysi boyunca qalıqlarla əlaqə saxlayır. [34] [39] [41] [47]

ATP-nin enzimatik hidrolizi fosfatların düzgün bağlanmasını və γ-fosfatın hücum edən suya yerləşdirilməsini tələb edir. [22] Nukleotidlərin bağlanma yerində ATP-nin β- və γ-fosfatlarının oksigen atomları Walker A motivində [48] [49] qalıqlarla sabitləşir və Mg 2+ ilə koordinasiya olunur. [22] Bu Mg 2+ ionu həm də hücum edən H vasitəsilə Walker B motivindəki terminal aspartat qalığı ilə əlaqələndirilir.2O.[32] [33] [38] Walker B motivinə bitişik qlutamat qalığı ola bilən ümumi əsas, [30] [39] [45] Q-döngüsindəki glutamin, [29] [35] [39] ] və ya keçid bölgəsində ATP-nin γ-fosfatı ilə hidrogen bağı yaradan histidin, hücum edən H-ni təşviq edərək ATP hidrolizinin sürətini kataliz edir.2O. [34] [35] [39] [47] ATP hidrolizinin dəqiq molekulyar mexanizmi hələ də mübahisəlidir. [4]

ABC daşıyıcıları aktiv daşıyıcılardır, yəni substratları hüceyrə membranlarına köçürmək üçün adenozin trifosfat (ATP) şəklində enerji istifadə edirlər. Bu zülallar ATP-nin bağlanması və/yaxud hidroliz enerjisindən istifadə edərək konformasiya dəyişikliklərini həyata keçirir transmembran domeni (TMD) və nəticədə molekulları nəql edir. [50] ABC idxalçıları və ixracatçıları substratların daşınması üçün ümumi mexanizmə malikdirlər. Onlar strukturlarına görə oxşardırlar. Substratın bağlanması ilə əlaqəli konformasiya dəyişikliklərini təsvir edən model alternativ giriş modeli. Bu modeldə substratın bağlanma yeri bir-birini əvəz edir zahiri-içəriyə baxan konformasiyalar. Substrat üçün iki uyğunluğun nisbi bağlanma yaxınlığı əsasən nəqliyyatın xalis istiqamətini müəyyən edir. İdxalçılar üçün translokasiya periplazmadan sitoplazmaya yönəldiyi üçün xaricə baxan konformasiya substrat üçün daha yüksək bağlanma yaxınlığına malikdir. Bunun əksinə olaraq, ixracatçılarda substratın bağlanma yaxınlığı içəriyə baxan uyğunlaşmada daha böyükdür. [22] Konformasiya dəyişikliklərini təsvir edən model nukleotid bağlayan domen (NBD) ATP bağlanması və hidroliz nəticəsində olur ATP keçid modeli. Bu model NBD-lərin iki əsas konformasiyasını təqdim edir: iki ATP molekulunu bağladıqdan sonra qapalı dimerin əmələ gəlməsi və ATP hidrolizi və qeyri-üzvi fosfatın sərbəst buraxılması ilə asanlaşdırılan açıq dimerə dissosiasiya.i) və adenozin difosfat (ADP). Açıq və qapalı dimer konformasiyaları arasında keçid TMD-də konformasiya dəyişikliklərinə səbəb olur və nəticədə substratın translokasiyası baş verir. [51]

ABC daşıyıcılarının daşınma dövrü üçün ümumi mexanizm tam aydınlaşdırılmamışdır, lakin ATP bağlanması və hidrolizinin daşıyıcıda konformasiya dəyişiklikləri ilə birləşdiyi modeli dəstəkləmək üçün əhəmiyyətli struktur və biokimyəvi məlumatlar toplanmışdır. Bütün ABC daşıyıcılarının istirahət vəziyyətində NBD-lər açıq dimer konfiqurasiyasında, ATP üçün aşağı yaxınlıqda olur. Bu açıq uyğunlaşma daşıyıcının daxili hissəsinə daxil ola bilən bir kameraya malikdir. Nəqliyyat dövrü substratın TMD-lərdə yüksək yaxınlıq sahəsinə bağlanması ilə başlayır, bu da NBD-lərdə konformasiya dəyişikliklərinə səbəb olur və ATP-nin bağlanmasını gücləndirir. ATP-nin iki molekulu qapalı dimer konfiqurasiyasını yaratmaq üçün birlikdə bağlanır. Qapalı NBD dimeri TMD-lərdə konformasiya dəyişikliyinə səbəb olur ki, TMD açılır və ilkin vəziyyətin əksinə bir açılışı olan bir kamera meydana gətirir. Substratın TMD-yə yaxınlığı azalır və bununla da substrat sərbəst buraxılır. ATP-nin hidrolizi, sonra P-nin ardıcıl olaraq buraxılmasıi və sonra ADP daşıyıcını bazal konfiqurasiyaya qaytarır. Ümumi mexanizm təklif olunsa da, substratın bağlanma qaydası, nukleotidlərin bağlanması və hidroliz, konformasiya dəyişiklikləri, həmçinin domenlər arasında qarşılıqlı təsirlər hələ də müzakirə olunur. [4] [15] [18] [22] [40] [43] [50] [51] [52] [53] [54]

ABC daşıyıcılarını öyrənən bir neçə qrup daşıyıcı funksiyasının hərəkətverici qüvvəsi haqqında fərqli fərziyyələrə malikdir. Ümumiyyətlə güman edilir ki, ATP hidrolizi nəqliyyat üçün əsas enerji girişini və ya "güc zərbəsini" təmin edir və NBD-lər növbə ilə işləyir və ola bilsin ki, nəqliyyat dövriyyəsinin müxtəlif mərhələlərində iştirak edir. [55] Bununla belə, son struktur və biokimyəvi məlumatlar göstərir ki, ATP hidrolizindən daha çox ATP bağlanması "güc zərbəsini" təmin edir. [56] ATP bağlanması NBD dimerizasiyasını tetiklediğinden, dimerin formalaşması "güc zərbəsini" təmsil edə bilər. Bundan əlavə, bəzi daşıyıcılarda ATP-nin bağlanması və hidroliz edilməsində oxşar qabiliyyətlərə malik olmayan NBD-lər var və NBD dimerinin interfeysinin iki ATP bağlayıcı cibindən ibarət olması nəqliyyat dövründə iki NBD-nin eyni vaxtda fəaliyyət göstərdiyini göstərir. [51]

ATP bağlanmasının həqiqətən nəqliyyat dövrünün güc vuruşu olduğunu göstərən bəzi sübutlar bildirildi. [51] Göstərilmişdir ki, ATP bağlanması TMD-lərin substratı bağlayan xassələrində dəyişikliklərə səbəb olur. ABC daşıyıcılarının substratlara olan yaxınlığını birbaşa ölçmək çətin olmuşdur və dolayı ölçmələr, məsələn, ATPase fəaliyyətinin stimullaşdırılması yolu ilə, tez-tez sürəti məhdudlaşdıran digər addımları əks etdirir. Son zamanlarda hidrolizləşməyən ATP analoqlarının iştirakı ilə vinblastinin permeaz-qlikoproteinə (P-qlikoprotein) bağlanmasının birbaşa ölçülməsi, məs. 5'-adenilil-β-γ-imidodifosfat (AMP-PNP) göstərdi ki, ATP bağlanması, hidroliz olmadıqda, substratın bağlanma yaxınlığını azaltmaq üçün kifayətdir. [57] Həmçinin, ATP bağlanması TMD-lərdə əhəmiyyətli konformasiya dəyişikliklərinə səbəb olur. Spektroskopik, proteaz əlçatanlığı və çarpaz əlaqə tədqiqatları göstərdi ki, ATP-nin NBD-lərə bağlanması çoxlu dərman müqaviməti ilə əlaqəli protein-1 (MRP1), [58] HisPMQ, [59] LmrA, [60] və Pgp-də konformasiya dəyişikliklərinə səbəb olur. [61] AMP-PNP-ə bağlı Pgp-nin iki ölçülü kristal strukturları göstərdi ki, nəqliyyat dövrü ərzində əsas konformasiya dəyişikliyi ATP bağlanması zamanı baş verir və sonrakı ATP hidrolizi daha məhdud dəyişikliklərə səbəb olur. [62] Transmembran α-spiralların fırlanması və əyilməsi bu konformasiya dəyişikliklərinə kömək edə bilər. Digər tədqiqatlar ATP bağlanmasının NBD qapalı dimer meydana gəlməsinə səbəb olduğunu təsdiqləməyə yönəlmişdir. Zərərsiz nəqliyyat komplekslərinin biokimyəvi tədqiqatları NBD-lərdə konformasiya dəyişikliklərinin nisbətən kiçik olduğunu göstərir. ATP olmadıqda, NBD-lər nisbətən çevik ola bilər, lakin onlar digər domenlərə nisbətən NBD-lərin əsas istiqamətinin dəyişdirilməsini nəzərdə tutmurlar. ATP bağlanması iki ABC subdomeninin bir-birinə nisbətən sərt bədən fırlanmasına səbəb olur ki, bu da aktiv sahədə nukleotidin düzgün uyğunlaşmasına və təyin edilmiş motivlərlə qarşılıqlı əlaqəyə imkan verir. İki ATP molekulunun birləşməsinin kooperativ ola biləcəyinə dair güclü biokimyəvi dəlillər var, yəni NBD-lərin dimerləşməsi və qapalı, katalitik cəhətdən aktiv konformasiya meydana gətirməsi üçün ATP iki aktiv sahə cibinə bağlanmalıdır. [51]

Bakteriyalarda qida maddələrinin və digər molekulların udulmasına vasitəçilik edən əksər ABC daşıyıcıları yüksək yaxınlıqlı məhlul bağlayan proteinə (BP) əsaslanır. BP-lər qram-mənfi bakteriyaların daxili və xarici membranları arasında periplazmik boşluqda yerləşən həll olunan zülallardır. Qram-müsbət mikroorqanizmlərin periplazması yoxdur ki, onların bağlayıcı zülalları çox vaxt hüceyrə membranının xarici üzü ilə birləşən lipoproteindir. Bəzi qram-müsbət bakteriyalarda BP-lər daşıyıcının özünün transmembran sahəsinə birləşmişdir. [4] Sağlam ABC idxalçısının ilk uğurlu rentgen kristal quruluşu molibden daşıyıcısıdır (ModBC-A). Archaeoglobus fulgidus. [26] Digər üç bakteriya idxalçısının atom rezolyusiya strukturları, E. coli BtuCD, [23] E. coli maltoza daşıyıcısı (MalFGK2-E), [27] və ehtimal olunan metal-xelat daşıyıcısı Haemophilus influenzae, HI1470/1, [29] da müəyyən edilmişdir. Strukturlar transmembran və ABC domenlərinin qarşılıqlı təsirinin təfərrüatlı şəkillərini təqdim etdi, həmçinin iki əks istiqamətdə açılan iki fərqli konformasiya aşkar etdi. İdxalçıların başqa bir ümumi xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, hər bir NBD bir TMD ilə ilk növbədə TMD-nin qısa sitoplazmik spiralı, yəni "birləşmə spiralı" vasitəsilə bağlanır. EAA döngəsinin bu hissəsi RecA-yə bənzər və spiralvari ABC subdomenləri arasında əmələ gələn səth yarığında doklanır və membran ikiqatlısına təxminən paralel yerləşir. [53]

Böyük ABC idxalçıları Edit

BtuCD və HI1470/1 böyük (II tip) ABC idxalçıları kimi təsnif edilir. B vitamininin transmembran alt bölməsi12 idxalçı BtuCD 10 TM spiralını ehtiva edir və funksional vahid nukleotid bağlama domeninin (NBD) və transmembran domeninin (TMD) hər biri iki nüsxədən ibarətdir. TMD və NBD iki TM spiral və ABC-dəki Q döngəsi arasındakı sitoplazmik döngə vasitəsilə bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqə qurur. Nukleotid olmadıqda, iki ABC sahəsi bükülür və dimer interfeysi açıqdır. Strukturların (BtuCDF) və olmayan (BtuCD) bağlayıcı zülallarla müqayisəsi göstərir ki, BtuCD-nin periplazmaya baxan bir açılışı var, BtuCDF-də isə xaricə baxan konformasiya membranın hər iki tərəfinə bağlıdır. BtuCD və BtuCD homoloqunun strukturları, HI1470/1, ABC daşıyıcısının iki fərqli konformasiya vəziyyətini təmsil edir. BtuCD-də proqnozlaşdırılan translokasiya yolu periplazma üçün açıqdır və membranın sitoplazmik tərəfində bağlıdır, HI1470/1 isə əks istiqamətə baxır və yalnız sitoplazmaya açıqdır. Strukturlardakı fərq, bir TM alt bölməsinin digərinə nisbətən 9 ° bükülməsidir. [4] [22] [53]

Kiçik ABC idxalçıları Edit

ModBC-A və MalFGK strukturları2Bağlayıcı zülalları ilə kompleksdə olan -E, kiçik (Tip I) ABC idxalçılarına uyğundur. ModBC-A və MalFGK-nın TMD-ləri2-E-nin hər bir alt bölmədə yalnız altı spiral var. ModBC-A-nın homodimeri TM alt bölmələrinin (ModB) sitoplazma üçün əlçatan boşluqla tərs V-şəklində oriyentasiya etdiyi uyğunlaşmadadır. ABC alt bölmələri (ModC), digər tərəfdən, açıq, nukleotidsiz bir konformasiyada düzülür, burada bir alt bölmənin P-döşəməsi üz-üzədir, lakin digərinin LSGGQ motivindən ayrılır. Bağlayıcı zülal ModA iki lobu arasında yarıqda bağlanmış və substratın birbaşa daşıyıcının qapalı girişinin üstündə oturduğu ModB-nin hüceyrədənkənar döngələrinə bağlanmış substratla qapalı uyğunlaşmadadır. MalFGK2-E strukturu ATP hidrolizi üçün katalitik keçid vəziyyətinə bənzəyir. O, bir alt bölmənin Walker A və B motivləri ilə digər alt bölmənin LSGGQ motivi arasında sıxışdırılmış iki ATP molekulunu ehtiva etdiyi qapalı bir konformasiyadadır. Maltoza bağlayan zülal (MBP və ya MalE) TM alt bölmələrinin (MalF və MalG) periplazmik tərəfində yerləşdirilir və MalF və MalG-nin interfeysində böyük, tıxanmış boşluq tapıla bilər. TM spirallarının düzülüşü sitoplazmaya doğru qapalı, lakin xaricə baxan açıqlığı olan uyğunlaşmadadır. Struktur MBP-nin bağlandıqdan sonra daşıyıcının ATPase fəaliyyətini stimullaşdıra biləcəyi ehtimalını təklif edir. [4] [22] [53]

İdxalçılar üçün nəqliyyat mexanizmi Redaktə edin

İdxalçılar üçün nəqliyyat mexanizmi alternativ giriş modelini dəstəkləyir. İdxalçıların istirahət vəziyyəti içəriyə baxır, burada nukleotid bağlayan domen (NBD) dimer interfeysi TMD-lər tərəfindən açıq saxlanılır və xaricə baxır, lakin sitoplazmadan qapalıdır. Qapalı, substratla yüklənmiş bağlayıcı zülalın transmembran domenlərinin periplazmik tərəfinə yerləşdirilməsindən sonra ATP bağlanır və NBD dimeri bağlanır. Bu, daşıyıcının istirahət vəziyyətini xaricə baxan bir konformasiyaya çevirir, burada TMD-lər bağlayıcı zülaldan substratı qəbul etmək üçün yönləndirilir. ATP-nin hidrolizindən sonra NBD dimeri açılır və substrat sitoplazmaya buraxılır. ADP və P-nin buraxılmasıi daşıyıcını istirahət vəziyyətinə qaytarır. Bu mexanizmin ATP keçid modelinə yeganə uyğunsuzluğu ondan ibarətdir ki, onun istirahət, nukleotidsiz vəziyyətindəki konformasiya gözlənilən xaricə baxan konformasiyadan fərqlidir. Baxmayaraq ki, belədir, əsas məqam odur ki, ATP və bağlayıcı zülal daşıyıcıya bağlanmasa, NBD dimerləşmir. [4] [15] [22] [51] [53]

Prokaryotik ABC ixracatçıları çoxdur və eukariotlarda yaxın homoloqlara malikdirlər. Bu sinif daşıyıcıları daşınan substratın növünə görə öyrənilir. Bir sinif zülal ixracında (məsələn, toksinlər, hidrolitik fermentlər, S təbəqəsi zülalları, lantibiotiklər, bakteriosinlər və kompetensiya faktorları), digəri isə dərmanların sızmasında iştirak edir. ABC daşıyıcıları geniş diqqət qazanmışdır, çünki onlar dərmanları hüceyrələrdən pompalayaraq hüceyrələrin antibiotiklərə və antikanser agentlərinə qarşı müqavimətini artırırlar. [1] [63] [4] Ümumi mexanizm P-qlikoprotein (P-gp/ABCB1), çoxlu dərman müqaviməti ilə əlaqəli protein 1 (MRP1/ABCC1) və döş xərçəngi müqavimət zülalı (BCRP/) kimi ABC ixracatçılarının həddindən artıq ifadəsidir. ABCG2) xərçəngə qarşı dərmanların təsirini məhdudlaşdıran xərçəng hüceyrələrində. [64]

Qram-mənfi orqanizmlərdə ABC daşıyıcıları periplazmadan keçmədən eyni vaxtda daxili və xarici membranlar vasitəsilə protein substratlarının ifrazına vasitəçilik edirlər. Bu növ sekresiya adlanır I tip sekresiya, konsertdə fəaliyyət göstərən üç komponenti əhatə edir: a ABC ixracatçısı, a membran füzyon proteini (MFP), və bir xarici membran faktoru (OMF). Nümunə olaraq hemolizinin (HlyA) ifrazını göstərmək olar E. coli burada daxili membran ABC daşıyıcısı HlyB daxili membran birləşmə proteini HlyD və xarici membran asanlaşdırıcısı TolC ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. TolC hemolizinin periplazmadan yan keçərək iki membrandan keçməsinə imkan verir. [1] [63] [15]

Bakterial dərmanlara qarşı müqavimət getdikcə daha böyük bir sağlamlıq probleminə çevrildi. Dərman müqavimətinin mexanizmlərindən biri bakteriya hüceyrəsindən antibiotik axınının artması ilə əlaqələndirilir. P-qlikoproteinin vasitəçilik etdiyi dərman axını ilə əlaqəli dərman müqaviməti əvvəlcə məməli hüceyrələrində bildirilmişdir. Bakteriyalarda, Levy və həmkarları antibiotiklərə qarşı müqavimətin bir dərmanın aktiv axınından qaynaqlandığına dair ilk sübut təqdim etdilər. [65] P-qlikoprotein ən yaxşı öyrənilmiş axıdıcı nasosdur və buna görə də bakterial nasosların mexanizmi ilə bağlı mühüm fikirlər təklif etmişdir. [4] Bəzi ixracatçılar spesifik bir substrat növünü daşısalar da, əksər daşıyıcılar müxtəlif struktura malik müxtəlif dərman sinfini çıxarırlar. [18] Bu daşıyıcılar adətən çox dərmana davamlı (MDR) ABC daşıyıcıları adlanır və bəzən "hidrofobik tozsoranlar" kimi də adlandırılır. [54]

İnsan ABCB1/MDR1 P-qlikoproteini Edit

P-qlikoprotein (3.A.1.201.1) çoxlu dərman müqaviməti ilə əlaqəli yaxşı öyrənilmiş zülaldır. İnsana məxsusdur ABCB (MDR/TAP) ailəsi kimi də tanınır ABCB1 və ya MDR1 Səh. MDR1 iki transmembran domeni (TMD) və iki nukleotid bağlayan domen (NBD) olan funksional monomerdən ibarətdir. Bu zülal əsasən katyonik və ya elektrik cəhətdən neytral substratları, eləcə də geniş spektrli amfifil substratları daşıya bilir. Tam ölçülü ABCB1 monomerinin strukturu elektron kriyokristaloqrafiyadan istifadə etməklə nukleotidin mövcudluğu və yoxluğu şəraitində əldə edilmişdir. Nukleotid olmadan, TMD-lər təxminən paraleldir və açılışı membranın hüceyrədənkənar tərəfinə baxan və hüceyrədaxili üzdə qapalı olmaqla, mərkəzi məsaməni əhatə edən bir barel təşkil edir. Hidroliz olunmayan ATP analoqunun, AMP-PNP-nin mövcudluğunda, TMD-lər üç aydın şəkildə ayrılmış domenlə əhəmiyyətli dərəcədə yenidən qurulur. TMD-lər arasında qapalı olan mərkəzi məsamə, substratın lipid fazasından daxil olmasına imkan verən iki sahə arasında boşluq ilə hüceyrədaxili üzə doğru bir qədər açıqdır. Əhəmiyyətli şəkildə yenidən qablaşdırma və TM spirallarının nukleotid bağlanması ilə mümkün fırlanması nəqliyyat mexanizmi üçün spiral fırlanma modelini təklif edir. [18]

Bitki daşıyıcıları Redaktə edin

Model bitkinin genomu Arabidopsis thaliana insan genomu və meyvə milçəkləri tərəfindən kodlanan 50-70 ABC zülalları ilə müqayisədə 120 ABC zülalını kodlamağa qadirdir (Drosophila melanogaster). Bitki ABC zülalları ölçüsünə (tam, yarım və ya dörddəbir), oriyentasiyaya və ümumi amin turşusu ardıcıllığının oxşarlığına görə 13 alt ailəyə bölünür. [66] P-qlikoproteinlər olaraq da bilinən çox dərmana davamlı (MDR) homoloqları 22 üzvlü bitkilərdə ən böyük alt ailəni və ikinci ən böyük ümumi ABC alt ailəsini təmsil edir. Bitki ABC daşıyıcılarının (ABCB) B alt ailəsi onların plazma membranında lokalizasiyası ilə xarakterizə olunur. [67] Bitki ABCB daşıyıcıları onları heteroloji şəkildə ifadə etməklə xarakterizə olunur Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, Schizosaccharomyces pombe Substrat spesifikliyini təyin etmək üçün (parçalanma mayası) və HeLa hüceyrələri. Bitki ABCB daşıyıcıları, bitki böyüməsi və inkişafı üçün əsas tənzimləyici olan auxin kimi də tanınan fitohormon indol-3-sirkə turşusunu (IAA) nəql etdiyini göstərdi. [69] [70] Oksinin istiqamətli qütb daşınması fototropizm və qravitropizm kimi proseslər vasitəsilə bitkilərin ətraf mühitə reaksiyalarına vasitəçilik edir. [71] Ən yaxşı öyrənilmiş auksin daşıyıcılarından ikisi, ABCB1 və ABCB19, əsas auksin ixracatçıları kimi xarakterizə edilmişdir [69] ABCB4 kimi digər ABCB daşıyıcıları auksinin həm ixracında, həm də idxalında iştirak edirlər [69] Aşağı hüceyrədaxili auksin konsentrasiyalarında ABCB4 auksini müəyyən bir həddə çatana qədər idxal edir, sonra funksiyanı yalnız auksini ixrac etmək üçün dəyişdirir. [69] [72]

Sav1866 Redaktə edin

ABC ixracatçısı üçün bildirilən ilk yüksək ayırdetmə strukturu Sav1866 (3.A.1.106.2) idi. Staphylococcus aureus. [18] [73] Sav1866 çoxlu dərman ABC daşıyıcılarının homoloqudur. O, MDR1 və TAP1/TAP2 daxil olan B alt ailəsinin insan ABC daşıyıcıları ilə əhəmiyyətli ardıcıllıq oxşarlığını göstərir. Sav1866-nın ATPaz fəaliyyətinin doksorubisin, vinblastin və başqaları kimi xərçəng dərmanları tərəfindən stimullaşdırıldığı məlumdur [74], bu da P-qlikoproteinə oxşar substrat spesifikliyini və buna görə də substratın translokasiyasının mümkün ümumi mexanizmini təklif edir. Sav1866 yarım daşıyıcıların homodimeridir və hər bir alt bölmədə altı spirallı N-terminal TMD və C-terminal NBD var. NBD-lər struktur baxımından digər ABC daşıyıcılarınınkinə bənzəyir, burada iki ATP bağlanma yeri bir NBD-nin Walker A motivi ilə digərinin LSGGQ motivi arasındakı dimer interfeysində əmələ gəlir. Sav1866-nın ADP ilə əlaqəli strukturu NBD-ləri qapalı dimerdə göstərir və TM spiralları periplazmaya yönəlmiş iki "qanad"a bölünərək xaricə baxan konformasiya yaradır. Hər qanad bir alt bölmədən TM1-2 və digər alt bölmədən TM3-6 sarmallarından ibarətdir. O, lipid ikiqatından sitoplazmaya uzanan və 8=D ilə qarşılıqlı əlaqədə olan TMD-ləri birləşdirən uzun hüceyrədaxili döngələri (ICL və ya ICD) ehtiva edir. İdxalçılar tək bir NBD ilə əlaqə saxlayan qısa birləşmə spiralını ehtiva etdiyi halda, Sav1866 iki hüceyrədaxili birləşmə spiralına malikdir, biri (ICL1) hər iki alt bölmənin NBD-ləri ilə əlaqə saxlayır, digəri isə (ICL2) yalnız əks NBD alt bölməsi ilə qarşılıqlı təsir göstərir. [22] [25] [53]

MsbA Edit

MsbA (3.A.1.106.1) çox dərmana davamlı (MDR) ABC daşıyıcısı və ola bilsin ki, lipid flippazasıdır.Bu, əksər qram-mənfi bakteriyaların xarici membranlarının xarici monoqatını təşkil edən qlükozamin əsaslı saxarolipidi olan lipopolisakkaridin (LPS) hidrofobik hissəsi olan lipid A-nı daşıyan ATPazdır. Lipid A endotoksindir və buna görə də hüceyrə membranından MsbA itkisi və ya daşınmanı pozan mutasiyalar daxili hüceyrə membranında lipid A-nın yığılması ilə nəticələnir və hüceyrə ölümü ilə nəticələnir. Zülal ardıcıllığı homologiyasına görə P-qlikoproteinin (Pgp) yaxın bakterial homoloqudur və MDR-ABC daşıyıcısı LmrA ilə üst-üstə düşən substrat xüsusiyyətlərinə malikdir. Lactococcus lactis. [75] MsbA-dan E. coli NH ilə 36% eynidir2-insan MDR1-in terminal yarısı, amfifatik və hidrofobik substratların daşınması üçün ümumi mexanizm təklif edir. MsbA geni nukleotid bağlayan domen (NBD) ilə birləşmiş transmembran domenini (TMD) ehtiva edən yarım daşıyıcını kodlayır. Ümumi molekulyar kütləsi 129,2 kD olan homodimer kimi yığılmışdır. MsbA periplazmik tərəfdə 6 TMD, hüceyrə membranının sitoplazmik tərəfində yerləşən NBD və TMD və NBD arasında körpü yaradan hüceyrədaxili domendən (ICD) ibarətdir. TMD seqmentlərindən NBD-nin aktiv sahəsinə və ya yaxınlığında uzanan bu qorunmuş spiral TMD və NBD arasında qarşılıqlı əlaqə üçün əsasən cavabdehdir. Xüsusilə, ICD1 NBD-nin dönə biləcəyi qorunan bir döngə rolunu oynayır, buna görə də ATP bağlanması və hidroliz zamanı NBD-nin ayrılmasına və dimerləşməsinə imkan verir. [4] [15] [18] [22] [43] [53] [54] [76]

MsbA-nın əvvəllər nəşr edilmiş (və indi geri çəkilmiş) rentgen strukturları Sav1866 bakterial homoloqu ilə uyğun gəlmirdi. [77] [78] Strukturlar yenidən nəzərdən keçirildi və MsbA-nın yanlış modelləri ilə nəticələnən əlin təyin edilməsində səhv olduğu aşkar edildi. Bu yaxınlarda səhvlər aradan qaldırıldı və yeni strukturlar haqqında məlumat verildi. [40] İstirahət vəziyyəti E. coli MsbA ters çevrilmiş "V" formasını nümayiş etdirir və daşıyıcının içərisinə daxil ola bilən kamerası var. açıq, içəriyə baxan uyğunluq. Dimer kontaktları hüceyrədənkənar döngələr arasında cəmləşmişdir və NBD-lər bir-birindən ≈50Å məsafədə olarkən, alt bölmələr bir-birinə baxır. Dimer interfeysi sahəsindəki qalıqlar arasındakı məsafə çarpaz əlaqə təcrübələri [79] və EPR spektroskopiya tədqiqatları ilə təsdiq edilmişdir. [80] Nisbətən böyük kamera ona lipid A-da olanlar kimi böyük baş qruplarını yerləşdirməyə imkan verir. Böyük şəkər baş qruplarını membran boyunca hərəkət etdirmək üçün əhəmiyyətli konformasiya dəyişiklikləri tələb olunur. İki nukleotidsiz (apo) struktur arasındakı fərq TM3/TM6 spirallarına nisbətən TM4/TM5 sarmallarının ≈30° döngəsidir. Qapalı apo vəziyyətində (dan V. xolerae MsbA), NBD-lər düzlənmişdir və daha yaxın olsalar da, ATP sendviçini meydana gətirməmişlər və əks monomerlərin P döngələri bir-birinin yanında yerləşdirilmişdir. Açıq uyğunlaşma ilə müqayisədə, TMD-lərin dimer interfeysi qapalı, içəriyə baxan konformasiya geniş əlaqələrə malikdir. MsbA-nın hər iki apo uyğunluğu üçün kameranın açılışı içəriyə baxır. MsbA-AMP-PNP-nin (5'-adenilil-β-γ-imidodifosfat) quruluşu S. typhimurium, Sav1866-a bənzəyir. Bu NBDs nukleotidlə bağlı, xaricə baxan konformasiya, kanonik ATP dimer sendviçini meydana gətirmək üçün birləşir, yəni nukleotid P-halqası ilə LSGGQ motivi arasında yerləşir. MsbA-qapalı-apo-dan MsbA-AMP-PNP-ə uyğunlaşma keçidi iki addımı əhatə edir, bunlar daha çox uyğunlaşdırılır: TM4/TM5 spirallarının TM3/TM6-ya doğru ≈10° fırlanması, NBD-ləri yaxınlaşdırır, lakin uyğunlaşmadan sonra TM4/TM5 spirallarının müstəvidən ≈20° əyilməsi. Bükülmə hərəkəti TM3/TM6 spirallarının TM1/TM2-dən ayrılması ilə nəticələnir ki, bu da içəriyə doğru olan uyğunluqdan xaricə doğru dəyişməyə səbəb olur. Beləliklə, NBD-lərin həm oriyentasiyasında, həm də məsafəsində dəyişikliklər transmembran spiralların qablaşdırılmasını dramatik şəkildə yenidən təşkil edir və kameraya girişi membranın daxili hissəsindən xarici vərəqəyə effektiv şəkildə dəyişdirir. [40] MsbA üçün müəyyən edilmiş strukturlar nəqliyyatın əyilmə modeli üçün əsasdır. [18] Təsvir edilən strukturlar həmçinin flüoresan və EPR tədqiqatlarının təklif etdiyi kimi ABC ixracatçılarının dinamik xarakterini vurğulayır. [53] [80] [81] Son iş MsbA inhibitorlarının kəşfi ilə nəticələndi. [82] [83]

İxracatçılar üçün nəqliyyat mexanizmi Redaktə edin

ABC ixracatçıları həm alternativ giriş modeli, həm də ATP keçid modeli ilə uyğun gələn nəqliyyat mexanizminə malikdirlər. İxracatçıların apo dövlətlərində konformasiya içəriyə baxır və TMD-lər və NBD-lər amfifilik və ya hidrofobik substratları yerləşdirmək üçün nisbətən uzaqdır. MsbA üçün, xüsusilə, kameranın ölçüsü lipopolisakkaridlərdən (LPS) olan şəkər qruplarını yerləşdirmək üçün kifayət qədər böyükdür. Bir neçə qrup tərəfindən təklif edildiyi kimi, substratın bağlanması daşınma dövrünə başlayır. "Güc zərbəsi", yəni NBD-nin dimerləşməsinə və ATP sendviçinin formalaşmasına səbəb olan ATP bağlanması, TMD-lərdə konformasiya dəyişikliklərinə səbəb olur. MsbA-da şəkər baş qrupları "güc zərbəsi" zamanı kameranın içərisində sekvestr edilir. Boşluq yüklü və qütb qalıqları ilə örtülmüşdür ki, bu da hidrofobik substratlar üçün enerji baxımından əlverişsiz mühit yaradır və LPS-dən amfifil birləşmələrdə və ya şəkər qruplarında qütb hissələri üçün enerji baxımından əlverişlidir. Lipid kamera mühitində uzun müddət dayana bilmədiyi üçün, lipid A və digər hidrofobik molekullar xarici membran vərəqəsində enerji baxımından daha əlverişli mövqeyə "çevrilə" bilər. LPS-nin hidrofobik quyruqları lipid ikiqat təbəqəsi vasitəsilə sürüklənərkən, "döndürmə" də TMD-lərin sərt bədən kəsilməsi ilə idarə oluna bilər. Sarmalların yenidən qablaşdırılması konformasiyanı xaricə baxan vəziyyətə çevirir. ATP hidrolizi periplazmik açılışı genişləndirə və substratı lipid ikiqatının xarici vərəqinə doğru itələyə bilər. İkinci ATP molekulunun hidrolizi və Pi NBD-ləri ayırır, sonra istirahət vəziyyətini bərpa edir, kameranı başqa bir dövr üçün sitoplazmaya açır. [40] [43] [51] [54] [77] [78] [80] [84]

ABC daşıyıcılarının çoxlu dərmanlara qarşı müqavimətin (MDR) inkişafında həlledici rol oynadığı məlumdur. MDR-də dərman qəbul edən xəstələr nəinki qəbul etdikləri dərmanlara, həm də bir neçə fərqli dərman növünə qarşı müqavimət inkişaf etdirirlər. Buna bir neçə amil səbəb olur, bunlardan biri də ABC daşıyıcıları tərəfindən dərmanın hüceyrədən çıxarılmasının artmasıdır. Məsələn, ABCB1 zülalı (P-qlikoprotein) şişi basdıran dərmanları hüceyrədən çıxarmaq funksiyasını yerinə yetirir. MDR1, ABCB1 olaraq da adlandırılan Pgp, ABC daşıyıcılarının prototipidir və eyni zamanda ən geniş şəkildə öyrənilmiş gendir. Pgp-nin üzvi katyonik və ya neytral birləşmələri daşıdığı məlumdur. MRP kimi tanınan bir neçə ABCC ailə üzvlərinin də üzvi anion birləşmələrinə MDR verdiyi nümayiş etdirilmişdir. ABCG ailəsinin ən çox öyrənilmiş üzvü, BCRP (döş xərçənginə qarşı müqavimət zülalı) kimi tanınan ABCG2-dir, topotekan, irinotekan və doksorubisin kimi Topoizomeraz I və ya II inhibitorlarının əksəriyyətinə müqavimət göstərir.

Bu zülalların bu qədər geniş çeşiddə dərmanları necə köçürə biləcəyi dəqiq məlum deyil, lakin bir model (hidrofob tozsoran modeli) P-qlikoproteində dərmanların hidrofobikliyinə əsaslanaraq lipid fazasından fərqsiz olaraq bağlandığını bildirir.

İlk eukaryotik ABC daşıyıcı zülalının kəşfi, bir-biri ilə əlaqəsi olmayan kimyəvi strukturları olan bir neçə dərmana müqavimət göstərən şiş hüceyrələri və mədəni hüceyrələr üzərində aparılan tədqiqatlardan əldə edilmişdir. Bu hüceyrələrin əvvəlcə P-qlikoprotein (P-gp) adlanan çox dərmana davamlı (MDR) daşıyıcı zülalın yüksək səviyyələrini ifadə etdiyi göstərildi, lakin o, həm də çox dərmana davamlılıq zülalı 1 (MDR1) və ya ABCB1 kimi istinad edilir. Bu zülal, digər ABC daşıyıcıları kimi, sitozoldan hüceyrədənkənar mühitə çoxlu sayda dərman ixrac etmək üçün ATP hidrolizindən istifadə edir. Çox dərmana davamlı hüceyrələrdə MDR1 geni tez-tez gücləndirilir. Bu, MDR1 zülalının böyük həddən artıq istehsalı ilə nəticələnir. Məməli ABCB1-in substratları əsasən bir və ya daha çox müsbət yüklü müstəvi, lipiddə həll olunan molekullardır. Bütün bu substratlar daşınma üçün bir-biri ilə rəqabət aparır, bu da onların zülal üzərində eyni və ya üst-üstə düşən yerlərə bağlandığını göstərir. ABCB1 tərəfindən daşınan dərmanların çoxu kiçik, qeyri-qütblü dərmanlardır ki, onlar hüceyrədənkənar mühitdən sitozolda yayılır və burada müxtəlif hüceyrə funksiyalarını bloklayırlar. Mikrotubulların yığılmasını bloklayan kolxisin və vinblastin kimi dərmanlar membrandan sərbəst şəkildə sitozola keçir, lakin bu dərmanların ABCB1 vasitəsilə ixracı onların hüceyrədəki konsentrasiyasını azaldır. Buna görə də, ABCB1-i ifadə edən hüceyrələri öldürmək üçün geni ifadə etməyənlərə nisbətən daha yüksək konsentrasiya tələb olunur. [10]

Çoxlu dərman müqavimətinə töhfə verən digər ABC daşıyıcıları ABCC1 (MRP1) və ABCG2 (döş xərçənginə qarşı müqavimət zülalı)dır. [85]

MDR1 tərəfindən çoxlu dərman müqaviməti ilə bağlı problemləri həll etmək üçün müxtəlif növ dərmanlar istifadə edilə bilər və ya ABC daşıyıcılarının özləri inhibə edilməlidir. Digər növ dərmanların işləməsi üçün onlar ABC daşıyıcısı olan müqavimət mexanizmini keçməlidirlər. Bunu etmək üçün digər xərçəng əleyhinə dərmanlar, məsələn, alkilləşdirici dərmanlar (siklofosfamid), antimetabolitlər (5-fluorourasil) və antrasiklinlə dəyişdirilmiş dərmanlar (annamisin və doksorubisin-peptid) kimi istifadə edilə bilər. Bu dərmanlar ABC daşıyıcılarının substratı kimi fəaliyyət göstərməyəcək və beləliklə də daşınmayacaq. Digər seçim ABC inhibitorları və xərçəng əleyhinə dərmanların kombinasiyasını eyni vaxtda istifadə etməkdir. Bu, xərçəng əleyhinə dərmanlara qarşı müqaviməti geri qaytaracaq ki, onlar nəzərdə tutulduğu kimi fəaliyyət göstərə bilsinlər. Xərçəng əleyhinə dərmanlara qarşı müqaviməti aradan qaldıran substratlara kimyosensibilizatorlar deyilir. [8]

Dərmanlara qarşı müqavimət yoluxucu xəstəliklərdən əziyyət çəkən xəstələrdə və xərçəngdən əziyyət çəkən xəstələrdə baş verən ümumi klinik problemdir. Prokaryotik və eukaryotik mikroorqanizmlər, həmçinin neoplastik hüceyrələr tez-tez dərmanlara davamlıdır. MDR tez-tez ABC daşıyıcılarının həddindən artıq ifadəsi ilə əlaqələndirilir. ABC daşıyıcılarının aşağı molekulyar ağırlıqlı birləşmələr tərəfindən inhibə edilməsi xərçəng xəstələrində geniş şəkildə araşdırılmışdır, lakin klinik nəticələr məyus olmuşdur. Bu yaxınlarda müxtəlif şiş modellərində MDR-i geri qaytarmaq üçün müxtəlif RNAi strategiyaları tətbiq edilmişdir və bu texnologiya xərçəng hüceyrələrində ABC-nəqliyyatçı vasitəçiliyi ilə MDR-nin geri qaytarılmasında effektivdir və buna görə də gen terapevtik tətbiqləri ilə MDR-nin aradan qaldırılması üçün perspektivli strategiyadır. Mikrob patogenlərinin yaratdığı yoluxucu xəstəliklərdə MDR-nin öhdəsindən gəlmək üçün RNTi texnologiyası da nəzərdən keçirilə bilər. [86]

Şiş hüceyrələrində MDR-ni verməklə yanaşı, ABC daşıyıcıları sağlam hüceyrələrin membranlarında da ifadə olunur, burada müxtəlif endogen maddələrin, eləcə də bədənə yad maddələrin daşınmasını asanlaşdırır. Məsələn, Pgp, MRPs və BCRP kimi ABC daşıyıcıları bir çox dərmanların bağırsaqdan udulmasını məhdudlaşdırır və dərmanları bədəndən yad maddələrin çıxarılması vasitəsi kimi qaraciyər hüceyrələrindən öd kisəsinə pompalayır [87]. Çox sayda dərman ya ABC daşıyıcıları tərəfindən daşınır, ya da digər dərmanların daşınmasına təsir göstərir. Sonuncu ssenari dərman-dərman qarşılıqlı təsirinə səbəb ola bilər, [88] bəzən dərmanların təsirinin dəyişməsi ilə nəticələnir. [89]

ABC daşıyıcısının endogen və ksenobiotik birləşmələrlə qarşılıqlı təsirini aşkar etməyə imkan verən bir sıra analiz növləri mövcuddur. [90] Təhlilin mürəkkəbliyi nisbətən sadə membran analizlərinə qədər dəyişir. [91] vezikulyar daşıma analizi kimi, daha mürəkkəb hüceyrə əsaslı analizlərə qədər ATPase analizi in vivo Jeffrey P, Summerfield SG (2007). "Qan-beyin baryerinin (BBB) ​​skrininqi üçün çətinliklər". Ksenobiotika. 37 (10–11): 1135–51. doi: 10.1080/00498250701570285. PMID 17968740. S2CID 25944548. aşkarlama metodologiyaları. [92]

Membran analizləri Redaktə edin

The vezikulyar daşıma analizi ABC daşıyıcıları tərəfindən molekulların yerdəyişməsini aşkar edir. [93] Uyğun şəraitdə hazırlanmış membranlar içəridən xaricə yönümlü veziküllərdən ibarətdir ki, bunlar ATP bağlama yeri və daşıyıcının substratın bağlanma yeri xarici tamponla üzbəüz olur. Taşıyıcının substratları ATP-dən asılı olaraq veziküllərə alınır. Şüşə lifli filtrlərdən və ya nitroselüloz membranlardan istifadə edərək sürətli filtrasiya vezikülləri inkubasiya məhlulundan ayırmaq üçün istifadə olunur və veziküllərin içərisində sıxılmış sınaq birləşmələri filtrdə saxlanılır. Daşınan etiketsiz molekulların miqdarı HPLC, LC/MS, LC/MS/MS ilə müəyyən edilir. Alternativ olaraq, filtrdə saxlanılan radioaktivliyin və ya flüoresanlığın kəmiyyətini müəyyən etmək üçün birləşmələr radioaktiv etiketli, flüoresan və ya flüoresan etiketə malikdir.

Müxtəlif mənbələrdən (məsələn, həşərat hüceyrələri, transfeksiya edilmiş və ya seçilmiş məməli hüceyrə xətləri) müxtəlif növ membranlar vezikulyar daşıma tədqiqatlarında istifadə olunur. Membranlar ticari olaraq mövcuddur və ya müxtəlif hüceyrələrdən və hətta toxumalardan hazırlana bilər, məsələn. qaraciyər kanalikulyar membranları. Bu analiz növü hüceyrə membranı boyunca substratın faktiki yerləşdirilməsinin ölçülməsi üstünlüyünə malikdir. Onun dezavantajı ondan ibarətdir ki, orta və yüksək passiv keçiriciliyə malik birləşmələr veziküllərin içərisində saxlanmır və bu sinif birləşmələrlə birbaşa nəqliyyat ölçmələrini yerinə yetirmək çətinləşir.

Vezikulyar daşıma analizi qarşılıqlı təsir göstərən test dərmanlarının müxbir birləşmənin daşınma sürətini modullaşdırdığı "dolayı" şəraitdə həyata keçirilə bilər. Bu analiz növü mümkün dərman-dərman qarşılıqlı təsirlərinin və dərman-endogen substrat qarşılıqlı təsirlərinin aşkarlanması üçün xüsusilə uyğundur. O, birləşmələrin passiv keçiriciliyinə həssas deyil və buna görə də qarşılıqlı təsir göstərən bütün birləşmələri aşkar edir. Bununla belə, sınaqdan keçirilmiş birləşmənin daşıyıcının inhibitoru və ya rəqabətli şəkildə funksiyasını maneə törədən daşıyıcının substratı olması barədə məlumat vermir. Dolayı vezikulyar daşıma analizinin tipik nümunəsi ABCB11 (BSEP) ilə taurokolatın daşınmasının qarşısının alınmasıdır.

Bütün hüceyrə əsaslı analizlər Edit

Efflux daşıyıcısını ifadə edən hüceyrələr substratları hüceyrədən aktiv şəkildə pompalayır, bu da substratın yığılmasının aşağı sürətinə, sabit vəziyyətdə hüceyrədaxili konsentrasiyanın azalmasına və ya substratla yüklənmiş hüceyrələrdən substratın daha sürətli çıxarılmasına səbəb olur. Daşınan radioaktiv substratlar və ya etiketli flüoresan boyalar birbaşa ölçülə bilər və ya dolayı quruluşda zond substratının yığılmasının modulyasiyası (məsələn, rodamin 123 və ya kalsein kimi flüoresan boyalar) sınaq dərmanının iştirakı ilə müəyyən edilə bilər. [88]

Calcein-AM, kalseinin yüksək keçirici törəməsi asanlıqla bütöv hüceyrələrə nüfuz edir, burada endogen esterazlar onu sürətlə flüoresan kalseinə hidroliz edir. Kalsein-AM-dən fərqli olaraq, kalsein aşağı keçiriciliyə malikdir və buna görə də hüceyrədə tutulur və yığılır. Kalsein-AM MDR1 və MRP1 axıdıcı daşıyıcılarının əla substratı olduğundan, MDR1 və/və ya MRP1 daşıyıcılarını ifadə edən hüceyrələr kalsein-AM-ni esterazlar onu hidroliz etməzdən əvvəl hüceyrədən çıxarır. Bu, hüceyrələrdə kalseinin daha aşağı yığılması ilə nəticələnir. Hüceyrə membranında MDR aktivliyi nə qədər yüksək olarsa, sitoplazmada bir o qədər az kalsein toplanır. MDR-ifadə edən hüceyrələrdə bir MDR inhibitorunun və ya MDR substratının həddindən artıq əlavə edilməsi Kalseinin yığılma sürətini kəskin şəkildə artırır. Çoxlu dərman daşıyıcısının fəaliyyəti inhibitorun mövcudluğu və olmaması zamanı yığılan boyanın miqdarı arasındakı fərqlə əks olunur. Selektiv inhibitorlardan istifadə edərək MDR1 və MRP1-in nəqliyyat aktivliyini asanlıqla ayırd etmək olar. Bu analiz narkotik vasitələrin daşıyıcıların qarşılıqlı təsirini yoxlamaq, həmçinin hüceyrələrin MDR aktivliyini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Kalsein analizi SOLVO Biotexnologiyasının mülkiyyət analizidir.

Məməli alt ailələri Redaktə edin

İnsan Genom Təşkilatı tərəfindən yeddi ailəyə təsnif edilən insanlarda 49 məlum ABC daşıyıcısı mövcuddur.

Ailə Üzvlər Funksiya Nümunələr
ABCA Bu ailə ən böyük daşıyıcılardan bəzilərini (uzunluğu 2100-dən çox amin turşusu) ehtiva edir. Onlardan beşi 17q24 xromosomunda çoxluqda yerləşir. Digər şeylər arasında xolesterol və lipidlərin daşınmasından məsuldur. ABCA12 ABCA1
ABCB 4 tam və 7 yarım daşıyıcıdan ibarətdir. Bəziləri qan-beyin baryerində, qaraciyərdə, mitoxondriyada yerləşir, məsələn, peptidləri və ödün daşınmasını təmin edir. ABCB5
ABCC 12 tam daşıyıcıdan ibarətdir. İon nəqlində, hüceyrə-səth reseptorlarında, toksin ifrazında istifadə olunur. Çatışmazlıq olduqda kistik fibroza səbəb olan CFTR proteini daxildir. ABCC6
A B C D 4 yarım daşıyıcıdan ibarətdir Hamısı peroksisomlarda istifadə olunur. ABCD1
ABCE/ABCF 1 ABCE və 3 ABCF zülalından ibarətdir. Bunlar əslində daşıyıcı deyil, sadəcə ABC ailəsindən əldə edilmiş, lakin transmembran domenləri olmayan ATP bağlayan domenlərdir. Bu zülallar əsasən protein sintezini və ya ifadəsini tənzimləyir. ABCE1, ABCF1, ABCF2
ABCG NH-də NBF ilə 6 "əks" yarım daşıyıcıdan ibarətdir3 + son və COO- sonunda TM. Lipidləri, müxtəlif dərman substratlarını, safra, xolesterin və digər steroidləri nəql edir. ABCG2 ABCG1

İnsan ABC daşıyıcılarının tam siyahısını buradan tapmaq olar. [94]

ABCA Edit

ABCA alt ailəsi iki alt qrupa bölünmüş 12 tam daşıyıcıdan ibarətdir. Birinci alt qrup altı fərqli xromosomu birləşdirən yeddi gendən ibarətdir. Bunlar ABCA1, ABCA2, ABCA3 və ABCA4, ABCA7, ABCA12 və ABCA13-dür. Digər alt qrup ABCA5 və ABCA6 və ABCA8, ABCA9 və ABCA10-dan ibarətdir. A8-10. 2-ci yarımqrupun hamısı 17q24-cü xromosomda başdan quyruğa qədər xromosomlar toplusunda təşkil edilmişdir. Bu ikinci alt qrupdakı genlər ABCA1-dəki 50 ekzondan fərqli olaraq 37-38 ekzona malik olmaqla ABCA1 kimi genlərdən fərqlənir. ABCA1 alt qrupu genetik xəstəliklərin inkişafında iştirak edir. Resessiv Tangier xəstəliyində ABCA1 zülalı mutasiyaya uğrayır. Həmçinin, ABCA4 Stargardt xəstəliyi üçün geni ehtiva edən 1p21 xromosomunun bir bölgəsinə xəritə verir. Bu genin çubuq fotoreseptorlarında yüksək şəkildə ifadə edildiyi və Stargardt xəstəliyində, resessiv retinit piqmentizmində və resessiv konus-çubuq distrofiyasının əksəriyyətində mutasiyaya uğradığı aşkar edilmişdir. [9]

ABCB Redaktə edin

ABCB alt ailəsi dörd tam daşıyıcıdan və iki yarım daşıyıcıdan ibarətdir. Bu, həm yarım, həm də tam növ daşıyıcılara sahib olan yeganə insan alt ailəsidir. ABCB1 müəyyən dərmana davamlı şiş hüceyrələrində həddindən artıq ifadə olunan zülal kimi aşkar edilmişdir. Əsasən qan-beyin baryerində və qaraciyərdə ifadə edilir və hüceyrələri toksinlərdən qorumaqda iştirak etdiyi düşünülür.Bu proteini həddindən artıq ifadə edən hüceyrələr çoxlu dərmanlara qarşı müqavimət göstərir. [9]

ABCC Edit

ABCC alt ailəsi on üç üzvdən ibarətdir və bu daşıyıcılardan doqquzu MultiDrug Resistance Proteins (MRP) adlanır. MRP zülalları təbiətdə mövcuddur və onlar bir çox vacib funksiyalara vasitəçilik edirlər. [95] Onların ion nəqlində, toksin ifrazında və siqnal ötürülməsində iştirak etdikləri məlumdur. [9] Doqquz MRP zülalından dördü, MRP4, 5, 8, 9, (ABCC4, 5, 11 və 12), hər biri əhatə edən iki membranı əhatə edən domendən ibarət dörd domenli tipik ABC quruluşuna malikdir. domendən sonra nukleotid bağlayan domen. Bunlara qısa MRP deyilir. Qalan 5 MRP (MRP1, 2, 6, 7 (ABCC1, 2, 3, 6 və 10) uzun MRP kimi tanınır və N terminalında əlavə beşinci domenə malikdir. [95]

Kistik fibroz xəstəliyinin daşıyıcısı olan CFTR də bu alt ailənin bir hissəsi hesab olunur. Kistik fibroz CFTR-nin mutasiyası və funksiyasının itirilməsi ilə baş verir. [9]

İnsulin ifrazında, neyron funksiyasında və əzələ funksiyasında iştirak edən sulfonilüre reseptorları (SUR) da bu zülal ailəsinin bir hissəsidir. SUR zülallarındakı mutasiyalar neonatal diabet mellitusun potensial səbəbidir. SUR həmçinin sulfonilürelər və diazoksid kimi kalium kanal açıcı aktivatorları kimi dərmanlar üçün məcburi yerdir.

ABCD Redaktə edin

ABCD alt ailəsi yalnız peroksisomda ifadə olunan yarım daşıyıcıları kodlayan dörd gendən ibarətdir. ABCD1, adətən gec uşaqlıq dövründə başlayan neyrodegenerasiya və adrenal çatışmazlıq ilə xarakterizə olunan xəstəlik olan Adrenolökodistrofiyanın (ALD) X ilə əlaqəli formasından məsuldur. ALD xəstələrinin hüceyrələrində budaqlanmamış doymuş yağ turşularının yığılması var, lakin prosesdə ABCD1-in dəqiq rolu hələ də müəyyən edilməmişdir. Bundan əlavə, digər ABCD genlərinin funksiyası hələ müəyyən edilməmişdir, lakin yağ turşuları mübadiləsində əlaqəli funksiyaları yerinə yetirdiyi düşünülür. [9]

ABCE və ABCF Edit

Bu alt qrupların hər ikisi digər ABC daşıyıcıları ilə sıx əlaqəli olan ATP bağlayan domenləri olan genlərdən ibarətdir, lakin bu genlər trans-membran domenləri üçün kodlaşdırmır. ABCE yalnız bir üzvdən ibarətdir, OABP və ya ABCE1, müəyyən viral infeksiyalara cavab olaraq istehsal olunan müəyyən oliqodendrositləri tanıdığı bilinir. ABCF alt qrupunun hər bir üzvü bir cüt ATP bağlayan domendən ibarətdir. [9]

ABCG Redaktə

N terminalında ATP bağlama yerləri və C terminalında trans-membran domenləri olan altı yarım daşıyıcı ABCG alt ailəsini təşkil edir. Bu oriyentasiya bütün digər ABC genlərinin əksinədir. İnsan genomunda cəmi 5 ABCG geni var, lakin Drosophila genomunda 15, mayada isə 10 var. ABCG2 geni mitoksantron üçün yüksək səviyyəli müqavimət üçün seçilmiş və ABCB1 və ya ABCC1 ifadəsi olmayan hüceyrə xətlərində aşkar edilmişdir. ABCG2 antrosiklin antikanser dərmanlarını, həmçinin topotekan, mitoksantron və ya doksorubisini substrat kimi ixrac edə bilər. Xromosom translokasiyalarının davamlı hüceyrə xətlərində aşkar edilən ABCG2 gücləndirilməsinə və ya yenidən təşkilinə səbəb olduğu aşkar edilmişdir. ABCG2-nin normal funksiyası məlum deyil. [9]

Növlər arası alt ailələr Redaktə edin

TCDB-də transmembran məhlul daşıyıcıları üçün aşağıdakı təsnifat sistemi qurulmuşdur. [96]

ABC ixracatçılarının üç ailəsi təkamül mənşəyinə görə müəyyən edilir. [6] ABC1 ixracatçıları 6 TMS zülalını vermək üçün 2 TMS prekursorunun (TMS = transmembran seqmenti. "2 TMS" zülalının 2 transmembran seqmentinə malikdir) intragenik üçqatlanması ilə təkamül etdi. ABC2 ixracatçıları 3 TMS sələfinin intragenik duplikasiyası ilə təkamül etdi və ABC3 ixracatçıları ya ekstragenik olaraq iki 4 TMS zülalını vermək üçün təkrarlanan 4 TMS prekursorundan təkamül etdi, hər ikisi nəqliyyat funksiyası üçün lazım olan, ya da intragenik olaraq 8 və ya 10 TMS zülalını vermək üçün. 10 TMS zülalının iki 4 TMS təkrar vahidi arasında iki əlavə TMS olduğu görünür. [97] Əksər qəbuletmə sistemləri (3.A.1.21 istisna olmaqla) ABC2 tiplidir, nukleotidləri idarə etmə üsuluna görə I tip və II tipə bölünür. ECF adlı ABC2 idxalçılarının xüsusi alt ailəsi substratın tanınması üçün ayrıca alt bölmədən istifadə edir. [98]

  • 3.A.1.106 Lipid İxracçısı (LipidE) Ailəsi
  • 3.A.1.108 β-Qlukan İxracçısı (GlucanE) Ailəsi
  • 3.A.1.109 Protein-1 İxracatçı (Prot1E) Ailəsi
  • 3.A.1.110 Protein-2 İxracatçı (Prot2E) Ailəsi
  • 3.A.1.111 Peptid-1 İxracatçı (Pep1E) Ailəsi
  • 3.A.1.112 Peptid-2 İxracatçı (Pep2E) Ailəsi
  • 3.A.1.113 Peptid-3 İxracatçı (Pep3E) Ailəsi
  • 3.A.1.117 Dərman İxracçısı-2 (DrugE2) Ailəsi
  • 3.A.1.118 Microcin J25 Exporter (McjD) Ailəsi
  • 3.A.1.119 Dərman/Siderofor İxracçısı-3 (DrugE3) Ailəsi
  • 3.A.1.123 Peptid-4 İxracatçı (Pep4E) Ailəsi
  • 3.A.1.127 AmfS Peptid İxracçısı (AmfS-E) Ailəsi
  • 3.A.1.129 CydDC Sistein İxracçısı (CydDC-E) Ailəsi
  • 3.A.1.135 Dərman İxracçısı-4 (DrugE4) Ailəsi
  • 3.A.1.139 UDP-Qlükoza İxracçısı (U-GlcE) Ailəsi (UPF0014 Ailəsi)
  • 3.A.1.201 Çoxlu Dərmanlara Müqavimət İxracatçı (MDR) Ailəsi (ABCB)
  • 3.A.1.202 Kistik Fibroz Transmembran Keçirici İxracatçı (CFTR) Ailəsi (ABCC)
  • 3.A.1.203 Peroksisomal Yağlı Asil KoA Daşıyıcısı (P-FAT) Ailəsi (ABCD)
  • 3.A.1.206 a-Faktor Seks Feromon İxracçısı (STE) Ailəsi (ABCB)
  • 3.A.1.208 Narkotik Konjugat Daşıyıcı (DCT) Ailəsi (ABCC) (Dębska et al., 2011)
  • 3.A.1.209 MHC Peptid Daşıyıcı (TAP) Ailəsi (ABCB)
  • 3.A.1.210 Ağır Metal Taşıyıcı (HMT) Ailəsi (ABCB)
  • 3.A.1.212 Mitoxondrial Peptid İxracatçı (MPE) Ailəsi (ABCB)
  • 3.A.1.21 Siderofor-Fe3+ Qəbul Transporter (SIUT) Ailəsi
  • 3.A.1.101 Kapsulyar Polisaxarid İxracatçı (CPSE) Ailəsi
  • 3.A.1.102 Lipooligosaccharide Exporter (LOSE) Ailəsi
  • 3.A.1.103 Lipopolisaxarid İxracçısı (LPSE) Ailəsi
  • 3.A.1.104 Teichoic Acid Exporter (TAE) Ailəsi
  • 3.A.1.105 Dərman İxracçısı-1 (DrugE1) Ailəsi
  • 3.A.1.107 Ehtimal olunan Heme İxracatçı (HemeE) Ailəsi
  • 3.A.1.115 Na+ İxracatçı (NatE) Ailəsi
  • 3.A.1.116 Microcin B17 Exporter (McbE) Ailəsi
  • 3.A.1.124 3 komponentli Peptid-5 İxracçı (Pep5E) Ailəsi
  • 3.A.1.126 β-Exotoxin I İxracatçı (βETE) Ailəsi
  • 3.A.1.128 SkfA Peptid İxracçısı (SkfA-E) Ailəsi
  • 3.A.1.130 Çoxlu Dərman/Hemolizin İxracçısı (MHE) Ailəsi
  • 3.A.1.131 Bacitracin Müqaviməti (Bcr) Ailəsi
  • 3.A.1.132 Gliding Motility ABC Transporter (Gld) Ailəsi
  • 3.A.1.133 Peptid-6 İxracatçı (Pep6E) Ailəsi
  • 3.A.1.138 Naməlum ABC-2 tipli (ABC2-1) Ailəsi
  • 3.A.1.141 Etil Viologen İxracatçı (EVE) Ailəsi (DUF990 Ailəsi InterPro: IP010390)
  • 3.A.1.142 Glikolipid Flippase (G.L.Flippase) Ailəsi
  • 3.A.1.143 Ekzoprotein ifrazat sistemi (EcsAB(C))
  • 3.A.1.144: Funksional Xaraktersiz ABC2-1 (ABC2-1) Ailəsi
  • 3.A.1.145: Peptidaza Birləşdirilmiş Funksional Xaraktersiz ABC2-2 (ABC2-2) Ailəsi
  • 3.A.1.146: Aktinorhodin (ACT) və undesilprodigiozin (RED) ixracatçısı (ARE) ailəsi
  • 3.A.1.147: Funksional Xaraktersiz ABC2-2 (ABC2-2) Ailəsi
  • 3.A.1.148: Funksional Xaraktersiz ABC2-3 (ABC2-3) Ailəsi
  • 3.A.1.149: Funksional Xaraktersiz ABC2-4 (ABC2-4) Ailəsi
  • 3.A.1.150: Funksional Xaraktersiz ABC2-5 (ABC2-5) Ailəsi
  • 3.A.1.151: Funksional Xaraktersiz ABC2-6 (ABC2-6) Ailəsi
  • 3.A.1.152: Lipopolisaxaridlərin ixracı (LptBFG) Ailəsi (InterPro: IP005495)
  • 3.A.1.204 Göz Piqmentinin Prekursor Daşıyıcısı (EPP) Ailəsi (ABCG)
  • 3.A.1.205 Pleiotrop Dərmanlara Müqavimət (PDR) Ailəsi (ABCG)
  • 3.A.1.211 Xolesterol/Fosfolipid/Retinal (CPR) Flippase Ailəsi (ABCA)
  • 9.B.74 Faq İnfeksiya Zülalları (PIP) Ailəsi
  • bütün qəbuletmə sistemləri (3.A.1.21 istisna olmaqla 3.A.1.1 - 3.A.1.34)
    • 3.A.1.1 Karbohidrat qəbulu daşıyıcısı-1 (CUT1)
    • 3.A.1.2 Karbohidrat qəbulu daşıyıcısı-2 (CUT2)
    • 3.A.1.3 Qütb amin turşularının qəbulu daşıyıcısı (PAAT)
    • 3.A.1.4 Hidrofobik Amin Turşusu Alma Daşıyıcısı (HAAT)
    • 3.A.1.5 Peptid/Opin/Nikel Alma Daşıyıcısı (PepT)
    • 3.A.1.6 Sulfat/Volfram qəbulu daşıyıcısı (SulT)
    • 3.A.1.7 Fosfat Alma Daşıyıcısı (PhoT)
    • 3.A.1.8 Molibdat Alma Daşıyıcısı (MolT)
    • 3.A.1.9 Fosfonat Alma Daşıyıcısı (PhnT)
    • 3.A.1.10 Dəmir Dəmir Alma Daşıyıcısı (FeT)
    • 3.A.1.11 Poliamin/Opin/Fosfonat Alma Daşıyıcısı (POPT)
    • 3.A.1.12 Dördüncü Amin Alma Daşıyıcısı (QAT)
    • 3.A.1.13 Vitamin B12 Qəbul Daşıyıcısı (B12T)
    • 3.A.1.14 Dəmir Xelat Alma Daşıyıcısı (FeCT)
    • 3.A.1.15 Manqan/Sink/Dəmir Xelat Alma Daşıyıcısı (MZT)
    • 3.A.1.16 Nitrat/Nitrit/Siyanat Alma Daşıyıcısı (NitT)
    • 3.A.1.17 Taurin Alma Daşıyıcısı (TauT)
    • 3.A.1.19 Tiamin Qəbul Daşıyıcısı (ThiT)
    • 3.A.1.20 Brachyspira Dəmir Daşıyıcı (BIT)
    • 3.A.1.21 Siderophore-Fe3+ Qəbul Daşıyıcısı (SIUT)
    • 3.A.1.24 Metionin Alma Daşıyıcısı (MUT) Ailəsi (3.A.1.3 və 3.A.1.12-yə oxşar)
    • 3.A.1.27 γ-Heksaxlorosikloheksan (HCH) Ailəsi (3.A.1.24 və 3.A.1.12-yə oxşar)
    • 3.A.1.34 Triptofan (TrpXYZ) Ailəsi
    • ECF qəbuletmə sistemləri
      • 3.A.1.18 Kobalt Alma Daşıyıcısı (CoT) Ailəsi
      • 3.A.1.22 Nikel Alma Daşıyıcısı (NiT) Ailəsi
      • 3.A.1.23 Nikel/Kobalt Alma Daşıyıcısı (NiCoT) Ailəsi
      • 3.A.1.25 Biotin Qəbul Daşıyıcısı (BioMNY) Ailəsi
      • 3.A.1.26 Ehtimal olunan Tiamin Qəbul Daşıyıcısı (ThiW) Ailəsi
      • 3.A.1.28 Queuosine (Queuosine) Ailəsi
      • 3.A.1.29 Metionin Prekursoru (Met-P) Ailəsi
      • 3.A.1.30 Tiamin Prekursoru (Thi-P) Ailəsi
      • 3.A.1.31 Naməlum-ABC1 (U-ABC1) Ailəsi
      • 3.A.1.32 Kobalamin sələfi (B12-P) ailəsi
      • 3.A.1.33 Metiltioadenozin (MTA) Ailəsi
      • 3.A.1.114 Ehtimal olunan Qlikolipid İxracatçı (DevE) Ailəsi
      • 3.A.1.122 Makrolid İxracatçı (MacB) Ailəsi
      • 3.A.1.125 Lipoprotein Translokaz (LPT) Ailəsi
      • 3.A.1.134 Peptid-7 İxracatçı (Pep7E) Ailəsi
      • 3.A.1.136 Xaraktersiz ABC-3 tipli (U-ABC3-1) Ailəsi
      • 3.A.1.137 Xaraktersiz ABC-3 tipli (U-ABC3-2) Ailəsi
      • 3.A.1.140 FtsX/FtsE Septation (FtsX/FtsE) Ailəsi
      • 3.A.1.207 Eukaryotik ABC3 (E-ABC3) Ailəsi

      ABC Super ailəsinə aid zülallara baxın: burada

      Son illərdə ABC zülallarının suda həll olunan domenlərinin bir çox strukturları istehsal edilmişdir. [2]


      E. Na + nəqlində iştirak edən strukturlar

      Seçici Na + nasosu kimi fəaliyyət göstərmək üçün Na + -NQR tərkibində 1) Na +-nın membranın hidrofobik nüvəsindən keçməsinə imkan verən və 2) translokasiya sisteminə kation spesifikliyini təmin edən strukturlar olmalıdır. Digər Na + daşıyan zülallarda bu rolları yerinə yetirən strukturlara tez-tez aspartat və qlutamat qalıqları daxildir [83]. Bu amin turşularının mənfi yükü müsbət yüklü Na+-nın bağlanmasını asanlaşdırır. Bu funksiyada iştirak edə biləcək qalıqları müəyyən etmək üçün biz topoloji analizimizdən alınan məlumatlardan fermentin transmembran seqmentlərində qorunan turşu qalıqlarını tapmaq üçün istifadə etdik. Bu qalıqların on yeddisi tapılmışdır, onların hamısı NqrB, D və E subunitlərindədir. Maraqlıdır ki, transmembran sarmallarda yerləşən bütün turşu qalıqları membranın ya sitoplazmatik, ya da periplazmik tərəfinə yaxındır. Na+-nın membranın mərkəzindən daşınması üçün bağlanma yerlərinin yolunun çox az göstəricisi var. Bu turşu qruplarının rollarını araşdırmaq üçün biz mutantlar qurduq ki, orada bu qalıqlar ayrı-ayrılıqda alifatik qruplarla əvəz olundu, onlar Na+ ilə zəif qarşılıqlı təsir göstərməlidirlər. On yeddi mutantdan yeddisi onların katalitik fəaliyyətinin əhəmiyyətli dərəcədə inhibə etdiyini göstərdi [64]. Bu yeddi mutant mutasiya nəticəsində yaranan funksional dəyişikliklərdən asılı olaraq iki qrupa bölünə bilər. Bu qruplaşma mutasiyaya uğramış qalığın yerləşdiyi membranın tərəfi ilə əlaqələndirilir.

      Sitozolun yaxınlığında yerləşən qalıqların bir qrupu üçün (NqrB-E144, NqrB-D397, NqrD-D133 və NqrE-E95) hər hansı bir turşu qrupunun alifatik qrupla əvəzlənməsi 10 dəfə və ya daha çox azalmasına səbəb olur. sabit vəziyyət şəraitində Na + üçün aydın yaxınlıq. Buna əsaslanaraq, bu yaşayış yerlərinin kation bağlayan yer(lər)in bir hissəsi olması təklif edilmişdir.

      NqrB-D397, ehtimal ki, ən vacib liqanddır, çünki NqrB-D397A mutantının dövriyyə sürəti Na+ ilə bağlı heç bir doyma davranışı göstərmir. Bu, ya mutantın Na+ üçün son dərəcə aşağı yaxınlığına malik olduğunu, ya da natriumun qəbulunun o qədər ciddi şəkildə maneə törədildiyini göstərir ki, o, həmişə sürəti məhdudlaşdırır.

      İkinci qrup qalıqlar üçün periplazma yaxınlığında (membranın müsbət tərəfi) (NqrB-E28, NqrB-D346 və NqrD-D88) alifatik amin turşusu ilə əvəz edilməsi xinon reduktaza aktivliyinin əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə nəticələndi. ferment və onun Na + həssaslığı, lakin görünən Na + yaxınlığına demək olar ki, heç bir təsir göstərmir. Bu, bu qalıqların Na+ üçün membrandan çıxış yolunda rolu ilə uyğundur.

      Bu mutantların xassələri Na+ translokasiyasının və elektron ötürmə reaksiyalarının sıx bağlı olduğunu göstərir.

      F. Birləşdirmə mexanizmi

      F.1. Birbaşa birləşməyə əsaslanan Na + nasosunun modelləri

      Rich, Dimroth və Bogachev [56, 84, 85] tək kofaktorun azalmasının (müvafiq olaraq 2Fe-2S mərkəzi, ubiquinone və ya flavin kofaktoru) sitoplazmadan natriumun alınması ilə birbaşa əlaqəli olduğu bütün təklif olunan modellərə malikdir. və kofaktorun oksidləşməsi Na+-nın periplazmaya atılması ilə əlaqələndirilir. Bu sxemlər redoksla idarə olunan H + nasoslarının modellərindən əldə edilir, burada H + bağlanma yeri adətən redoks kofaktorunun özünün bir hissəsidir. Onların işləmə prinsipi elektron və H+ arasında kulomb qarşılıqlı təsirindən yaranan redoks kofaktoru effektinin yaxınlığında və ya Na + -NQR vəziyyətində elektron neytrallığın qorunması kimi təsvir edilmişdir. , elektron və Na + ionu arasında.

      Bu modellərin birbaşa birləşmiş nasos mexanizmləri, redoks hadisələri ilə Na+-nın qəbulu və buraxılması arasındakı əlaqənin qısa məsafələrdə mahiyyətcə kimyəvi qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə fəaliyyət göstərməsi mənasında “clocal” kimi təsvir edilə bilər. zülalın konformasiya dəyişiklikləri ilə. Bu kimi mexanizmlərin yüksək dərəcədə termodinamik birləşməyə malik olması da gözlənilir, yəni Na+ üçün bağlanma sahəsinin yaxınlığı kofaktorun redoks vəziyyəti ilə idarə olunur.

      Na + -NQR-də termodinamik birləşmə üçün əsas eksperimental dəstək Boqaçev və digərlərinin [86] Na + -NQR-nin azaldılmış və oksidləşmiş formalarının mövcudluğunda məhluldakı Na + dan 23 Na zolağının xəttinin enini ölçdüyü NMR tədqiqatlarından gəlir. . Əgər məhluldakı Na + fermentə bağlanmış Na + ilə sürətlə mübadilə edərsə, 23 Na rezonansı, xətti genişləndirmə dərəcəsi bağlanma yaxınlığının funksiyası ilə genişlənəcəkdir. Müəlliflər bildirdilər ki, həm azaldılmış, həm də oksidləşmiş ferment nümunələrindən alınan 23 Na rezonansları fermentsiz nümunənin siqnalı ilə müqayisədə genişlənmişdir, lakin azaldılmış ferment nümunəsindəki xəttin eni oksidləşmiş nümunədən əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür. Onlar hesabladılar ki, fermentin natrium üçün bağlanma yaxınlığı oksidləşmiş formada 24 mM, azalmış formada isə 30 º03bcM qədər yüksəkdir.[

      Kofaktorlardan birinin azalması Na+-ya yaxınlığın artmasına səbəb olarsa, Na+-nın bağlanması kofaktorun azalmış formasını sabitləşdirərsə, bu cür qarşılıqlı təsir qarşılıqlı olmalıdır. Birbaşa əlaqəli sistemlər üçün gözlənilən güclü birləşmə vəziyyətində, Na + konsentrasiyasının hər 10 qat artması üçün kofaktorun redoks-orta nöqtə potensialı 60 mV artacaqdır. Bununla belə, Boqaçev və həmkarları müxtəlif Na + konsentrasiyalarında Na + -NQR-nin redoks titrləmələrini də həyata keçirdilər və heç bir açıq asılılıq tapmadılar [80]. Bu yaxınlarda, laboratoriyamızda 22 Na + istifadə edərək Na + -nın Na + -NQR ilə bağlanmasının birbaşa tarazlıq ölçmələri nə Na + -NQR ilə əlaqəli Na + sayında, nə də bunun yaxınlığında redoksdan asılı dəyişikliklər tapmadı. qarşılıqlı əlaqə [48]. Qeyd etmək vacibdir ki, NMR metodu məhlul və bağlanma yeri arasında Na+-nın sürətli mübadiləsindən asılıdır [86], sınaqdan keçirilmiş eksperimental şəraitdə yerinə yetirilməmiş tələb. Beləliklə, NMR spektrlərinin xətti genişliyindəki dəyişikliklərin Na + bağlanmasının kinetikasındakı dəyişikliyi əks etdirməsi və yaxınlığı dəyişməməsi mümkündür.

      Bu da aydın olur ki, hərəkətverici qüvvə fermentin elektron ötürmə yolunun pillələri boyunca kifayət qədər bərabər paylanır və əvvəlki modellərdə nəzərdə tutulan mexanizm üçün gözlənildiyi kimi reduksiya və oksidləşmə yüksək dərəcədə ekzerqonik olan heç bir kofaktor yoxdur. .

      Bu günə qədər, Na + -NQR-nin redoks və Na + reaksiyaları arasında termodinamik birləşmənin sübutunu tapmaqda uğursuzluq, yuxarıda göstərilənlər kimi birbaşa əlaqəli modellərə qarşı çıxır. Alternativ olaraq, redoks reaksiyalarının və Na + tutulmasının ayrı yerlərdə baş verdiyi və yalnız zülalın konformasiya dəyişiklikləri ilə bağlandığı dolayı birləşmədir. Belə bir sxemdə redoks reaksiyası redoks mərkəzlərinin termodinamik xassələrinin modifikasiyası ilə deyil, Na + translokasiyasında addımlarla əlaqəli aktivləşmə maneələrinin azalması ilə sürətləndirilə bilər.

      F.2. Birləşdirilmiş reaksiya addımlarını müəyyən etmək üçün funksional tədqiqatlar

      Na + -NQR mexanizmini başa düşmək üçün vacib bir məqam Na + -nın membrandan keçməsi ilə əlaqəli redoks mərhələlərini müəyyən etməkdir. Qrupumuz yuxarıda təsvir edilən və Na+ daşıya bilməyən bəzi turşu qrupu mutantlarında elektron ötürmə kinetikasını təhlil edərək bu suala cavab verdi [81]. Əvvəllər NqrB-D397-nin natrium qəbul etmə/bağlama yerinin bir hissəsini təşkil etdiyini və NqrB-D346-nın çox güman ki, natrium çıxış yolunda iştirak etdiyini göstərmişdik [64]. NqrB-D397A vəziyyətində, 2Fe-2S𡤯MNC addım ciddi şəkildə pozulmuşdur, bu da reaksiyanın əsas Na + asılı mərhələsidir [49]. Bu, FMN-nin azaldığını göstərirC məhluldan natriumun tutulmasında birbaşa iştirak edir. NqrB-D346A mutantının vəziyyətində elektron axını FMN-də inhibə edilir.B → Riboflavin addımı, bu addımın natriumun periplazmaya salınmasında iştirak etdiyini göstərir. Bu, tək dövriyyə ΔΨ” ölçmələri ilə təsdiq edilmişdir. Bu təcrübələrdə fermentin NADH ilə reduksiyası zamanı membran potensialının əmələ gəlməsini izləmək üçün gərginliyə həssas boyadan istifadə edilmişdir. Birincisi, reaksiya NADH-nin ubiquinonun iştirakı ilə əlavə edilməsi ilə həyata keçirildi ki, bu da ΔΨ-in aydın formalaşması ilə müşayiət olunan stabil dövriyyəyə səbəb oldu. Sonra, təcrübə ubiquinone olmadan təkrarlandı, buna görə də bütün kofaktorlar azaldıqdan sonra reaksiya başa çatdı. Bu reaksiya daha kiçik ΔΨ meydana gətirdi, lakin onun amplitudası əhəmiyyətli idi, bu, ΔΨ yaratmaq üçün x00394Ψ tək fermentin azaldılmasının, xinonun oksidləşməsi olmadan, kifayət olduğunu göstərdi. Fermentin ubiquinol ilə inkubasiyası yalnız Riboflavini azaldır və yuxarıdakı kofaktorları oksidləşir. Bu, NADH əlavə edilməzdən əvvəl edildikdə, FMN-dən elektron ötürülməsinin qarşısını alırB Riboflavinə.Bu kəsilmiş redoks reaksiyası mahiyyətcə heç bir ΔΨ meydana gətirmədi. Əvvəlki nəticələrlə birlikdə bu, FMN-dən elektron ötürülməsini göstərirB Riboflavin ilə Na + nasosla birləşdirilir. Bu ölçmələr həmçinin spesifik kofaktorları olmayan bəzi Na + -NQR mutantları üzərində aparılmışdır. Bütün hallarda, reduksiya reaksiyasının əvvəlki nöqtədə kəsilməsi hər hansı ΔΨ nəslini ləğv etdi. Bu nəticələrdən ortaya çıxan ümumi mənzərə Na + -NQR-nin tək tərəfli birləşmə mexanizmi ilə işləməməsidir. Na + 2Fe-2S 𡤯MN zamanı məhluldan alınırC addım və sonradan membranın dielektrikindən keçir və FMN zamanı məhlula buraxılırB elektronları Riboflavinə köçürür (Şəkil 4). Birlikdə, bu nəticələr Na + -NQR mexanizmində birbaşa birləşmənin hər hansı mühüm roluna qarşı çıxır.

      Hirst [87] qeyd etdi ki, yerli birləşmiş mexanizmlər Na+-nın zülallara bağlanmasının başa düşülən tələblərinə uyğun gəlmir. Xüsusilə, reduksiya prosesi ilə ion bağlanması arasındakı qarşılıqlı təsir çətin ki, ion translokasiyasını dəstəkləmək üçün kifayət qədər güclü olsun. Birbaşa birləşmə, fermentin protonların 𠇌oupling cofactor”-semikinon radikalına- bağlanmasına necə mane olduğunu, başqa sözlə, fermentin natrium üçün necə seçici olduğunu izah edə bilməz. Bundan əlavə, natriumun elektroneytral tutulması üçün zəruri olan aşağı dielektrik mühitin şərtləri natriumun bioloji birləşmə strukturlarında tapıla bilməz. Protonlar bir elektronmənfi atom tərəfindən asanlıqla qəbul edilsə də, heç bir xalis yükü olmayan ara məhsul əmələ gətirsə də, natriumun bağlanması adətən yüksək hidrofilik mühitlərdə, altı qütb qalığından ibarət çox dişli bağlanma yerlərində baş verir [88]. Bu, Na + -NQR-də ən azı üç turşu qalığının Na + - bağlayan yer(lər)də mühüm rol oynadığını aşkar etdiyimizlə uyğundur. Həmçinin, kofaktorun orta nöqtə potensialının pH-dan asılılığının olmaması kofaktorların sulu mühitə və nəticədə natriuma əlçatan olmadığını güclü şəkildə göstərir. Kation seçiciliyi ilə bağlı təhlilimiz göstərdi ki, ferment natrium və litium üçün eyni yaxınlığa malikdir, lakin doymuş konsentrasiyalarda litium aktivliyi natriumun yalnız 1/3 hissəsi qədər stimullaşdırır. Lokallaşdırılmış birləşmə fermentin kation seçiciliyini hesablaya bilməz, çünki bu mexanizm altında 𠇌oupling kofaktor” çıxışı olan hər hansı kation, təbii birləşmə ionu, bu halda natrium kimi eyni effekti verməlidir.

      Beləliklə, birbaşa birləşmə mexanizminin natriumun fiziki xüsusiyyətləri ilə uyğun olmadığına dair artan sübutlar var. Bütün bunlar onu göstərir ki, Na + -NQR adətən H + nasoslarını izah etmək üçün istifadə edilənlərdən fərqli prinsiplərə əsasən fəaliyyət göstərən yeni mexanizmə malikdir və ola bilsin ki, bu ferment digər redoksla idarə olunan Na + daşıyıcıları ilə daha çox ortaq cəhətlərə malikdir. digər tənəffüs kompleksləri ilə müqayisədə.

      F.3. Dolayı birləşmə mexanizmi

      Na + -NQR mexanizminin redoksla idarə olunan ferment üçün bir neçə yeni xüsusiyyətə malik olduğunu təklif edirik. 1) Redoks reaksiyaları ilə Na + translokasiyası arasında tək bir yerdə meydana gəlmək əvəzinə, heç bir ümumi kofaktoru paylaşmayan ən azı iki fərqli elektron ötürmə mərhələsini əhatə edir: Na + qəbulu 2Fe-2S → FMN zamanı baş verir.C redoks pilləsi, membran boyunca Na + hərəkət edərkən, ehtimal ki, periplazmaya salınması FMN zamanı baş verir.B → Riboflavin redoks addımı 2) Redoks reaksiyaları ilə Na+ nasosu arasında əlaqə dolayıdır və çox güman ki, fermentin konformasiya dəyişiklikləri ilə vasitəçilik edilir. FMN-dəB → Riboflavin mərhələsi, membran potensialının yaranması zamanı Na+ hərəkətini asanlaşdıran turşu qalıqları membranın periplazmik tərəfinə yaxın yerləşdiyi halda, redoks reaksiyasının baş verdiyi kofaktorlar isə membranın sitoplazmik tərəfində yerləşir. , birbaşa qarşılıqlı əlaqə üçün çox böyük bir ayrılıq. Bu, yuxarıda təsvir edilən vəziyyətə uyğundur ki, Na+-protein qarşılıqlı təsirinin kimyası H+-zülal qarşılıqlı təsirindən kifayət qədər fərqlidir, belə ki, birbaşa birləşmə ehtimalı azdır. Tarazlıq şəraitində redoks reaksiyaları ilə Na + arasındakı qarşılıqlı təsirlərə dair sübutların azlığı birbaşa əlaqəli nasos mexanizmi üçün gözlənilən termodinamik əlaqəyə qarşı çıxır, lakin termodinamik əlaqənin baş verməsi mümkündür, lakin yalnız kinetik aralıq maddələrdə özünü göstərir. tarazlıq şəraitində əlçatan deyil. 3) Digər Na + köçürən fermentlərdə olduğu kimi, Na +-nın hidrofobik membran vasitəsilə hərəkəti, ehtimal ki, zülalın konformasiya dəyişiklikləri (birləşmə üçün artıq lazım olan görünür), həmçinin daxili su boşluqları ilə asanlaşdırıla bilər. Bu xüsusiyyətləri özündə birləşdirən sxem Şəkil 6-da göstərilmişdir. Na + -NQR mexanizmi haqqında bu yeni fikirlər qrupumuzda cari araşdırmaların mövzusudur.

      Na + -NQR-nin katalitik mexanizmi zamanı Na + translokasiyasında iştirak edən konformasiya dəyişikliklərinin sxematik təsviri. Natrium tutulması: 2Fe-2S mərkəzindən FMN-ə elektron ötürülməsiC sitozoldan Na + udulmasına nəzarət edir. Natriumun sərbəst buraxılması: FMN-dən elektron ötürülməsiB Riboflavinə Na + nəqlini və periplazmaya salınmasını idarə edir.

      Əsas məqamlar:

      Na + - pompalayan NADH: quinone oksidoreduktaza (Na + -NQR) bir çox dəniz və patogen bakteriyaların metabolizmasında vacib olan tənəffüs fermentidir və H + əvəzinə Na + -nı unikal şəkildə köçürür. Na + -NQR-də Na + nasosunun mexanizmi yenidir, son nəticələr göstərir ki, Na + nəqlinin redoks reaksiyalarına qoşulması dolayıdır və buna görə də, ehtimal ki, konformasiya dəyişiklikləri ilə vasitəçilik olunur.


      Müzakirə

      Bu işdə biz insan və siçovul URAT1 arasındakı fərqlərdən istifadə edərək, urat substratı və klinik cəhətdən müvafiq URAT1 inhibitorları, podaqranın müalicəsi üçün sUA səviyyələrini azaldan birləşmələrlə molekulyar qarşılıqlı əlaqəni aşkar etdik. HURAT1 və rURAT1 kimeralarından istifadə edərək, URAT1 inhibitorları ilə yüksək yaxınlıqlı qarşılıqlı əlaqəni təmin edən hURAT1 qalıqlarını müəyyən edə bildik. HURAT1-in inhibitorlara yüksək yaxınlığına cavabdeh olan qalıqlara rURAT1-də müvafiq olaraq Asn, Tyr və Met-ə uyğun gələn TM1-də Ser-35, TM7-də Phe-365 və TM11-də İle-481 daxildir. Urat üçün, hURAT1 Ser-35 və Phe-365 yüksək yaxınlıq qarşılıqlı təsirinə vasitəçilik edir. Urat və inhibitorlar URAT1-də ümumi bağlanma yeri ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar, çünki hamısı yüksək yaxınlıqlı qarşılıqlı təsir üçün oxşar URAT1 qalıqlarını tələb edir. Ser-35, Phe-365 və İle-481 fərdi hURAT1 qalıqlarını daşıyan rURAT1-də nöqtə mutantları inhibitorların potensialını artırır. Bu "funksiya qazanması" fenotipləri bu insan URAT1 qalıqlarının həm inhibitorlar, həm də substratla qarşılıqlı əlaqə üçün vacib olduğuna dair ən güclü sübut təqdim edir.

      İnsan URAT1 Ser-35, Phe-365 və İle-481 inhibitorlara yaxınlıqda iştirak edən URAT1 amin turşuları üçün obyektiv ekranda müəyyən edilmişdir. Bu üç amin turşusu insan OAT1 33-ün kompüter modelinin mərkəzi kanalında birgə lokallaşdırılır, hURAT1 homoloqu, eyni zamanda urat 38-i nəql edir və probenesid 41 tərəfindən inhibə olunur. Bundan əlavə, bu qalıqların kimerik nöqtə mutant birləşmələri inhibitorlara və uratlara yaxınlıq üçün əlavə fenotiplər meydana gətirdi, bu da onların daşıyıcı kanalda URAT1 substratları və inhibitorları üçün ümumi bir bağlanma yeri meydana gətirdiyini göstərir. Bu anlayış zəif ardıcıllıq homologiyasına malik olan, lakin MFS qatı 45 vasitəsilə struktur olaraq URAT1 ilə əlaqəli olan GLUT qlükoza daşıyıcılarının 42,43,44, SLC ailə üzvlərinin kristal strukturlarının son tapıntıları ilə dəstəklənir. Bu tədqiqatlar göstərir ki, TM1, TM7 və TM11-dəki amin turşusu yan zəncirləri (həmçinin digər TM seqmentlərindəki qalıqlar) GLUT üçün substratlarla birbaşa əlaqə qurur. Bundan əlavə, GLUT1 və GLUT5-in daxili-açıq uyğunlaşmasında TM1 və TM7-nin hüceyrədənkənar tərəfləri bir-biri ilə təmasda olur 42, OAT1 kompüter modelində URAT1 Ser-35 və Phe-365-in proqnozlaşdırılan yaxınlığına uyğundur. eyni uyğunluq. OAT1-in başqa bir kompüter modelində, TM1 və TM7 46-nın hüceyrədənkənar tərəflərində simulyasiya edilmiş konformasiya dəyişiklikləri müşahidə edildi, bu da bu domenlər daxilində qalıqlar üçün substratın daşınması üçün mümkün rolu təklif edir. Bu URAT1 qalıqlarının zülal daxilində dəqiq yerləşdirilməsi spekulyativdir və URAT1 kristal strukturunun müəyyən edilməsi yolu ilə aydınlaşmanı gözləyir.

      Bu URAT1 qalıqlarının həm substratlarla, həm də inhibitorlarla birbaşa əlaqə saxladığını təxmin edirik. Bu fərziyyəni dəstəkləmək üçün biz yeni və spesifik insan URAT1 bağlama analizi hazırladıq. Bütün inhibitorlar radioetiketli zondun bağlanmasını yerindən tərpətdi və bu, bizim funksional xəritələşdirmə məlumatlarımızın URAT1 daxilində spesifik bağlanma yerini aşkarladığını göstərir. Bu bağlama analizi birləşmələrin və substratların URAT1-ə molekulyar qarşılıqlı təsirlərini daha da xarakterizə etmək üçün yeni alət təklif edir. Bu günə qədər sınaqdan keçirdiyimiz bütün urikosurik agentlər URAT1 daxilində bu amin turşuları ilə qarşılıqlı təsir göstərir. İnhibitorların özləri standart dərman kimyası yanaşmaları ilə müəyyən edilməmiş və inkişaf etdirilməmişdir və buna görə də struktur olaraq çox müxtəlifdirlər. Biz inanırıq ki, bağlanmanın ümumiliyi bu bölgədəki qalıqların inhibitorların qarşılıqlı təsirini asanlaşdıran unikal xüsusiyyətləri ilə əlaqədar ola bilər.

      Bu qarşılıqlı təsirlərin dəqiq təbiəti məlum olmasa da, rURAT1-in urat və inhibitorlara daha az yaxınlığı ola bilər, çünki 35, 365 və 481-ci mövqelərdəki qalıqlar müvafiq hURAT1 qalıqlarından daha həcmlidir, buna görə də sterik maneə ilə qarşılıqlı təsirlərin yaxınlığını azalda bilər. siçovul daşıyıcısı. Qalıq 365, SLC22 daşıyıcı ailəsində yüksək dərəcədə qorunan TM7-də aromatik qalıqların çoxluğunda baş verir, bu domen OAT1 və OAT3 29,30 üçün substratın qarşılıqlı təsirində mühüm rol oynayır. Bununla belə, həm Phe-365, həm də Tyr-365-in nəqliyyat fəaliyyətini dəstəklədiyi URAT1-dən fərqli olaraq, insan OAT1 və siçovul OAT3, Tyr-354 və Tyr-352-də müvafiq qalıqlar substratın tanınması üçün ciddi şəkildə tələb olunur. Fenilalanin mutasiyaları qeyri-aktivdir 29,30 , substratın tanınmasının tirozin hidroksil qrupları ilə hidrofilik təmaslar vasitəsilə baş verdiyini göstərir. Beləliklə, görünür ki, urat və URAT1 inhibitorlarının qalıq 365 vasitəsilə tanınması mexaniki cəhətdən fərqlidir, ehtimal ki, aromatik hissələr arasında hidrofobik qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə baş verir. rURAT1-in Tyr-365-in hidroksil qrupu, yaxınlığı azaltmaq üçün bu hidrofobik qarşılıqlı təsirə sterik olaraq mane ola bilər.

      Əvvəllər bildirmişdik ki, Phe-365 və Met-25 simianların (insanlar, meymunlar, Köhnə Dünya meymunları və Yeni Dünya meymunları) təkamülü zamanı əldə edilib və bu qalıqlar simian URAT1-də olmayanlara nisbətən daha yüksək urat yaxınlığına səbəb olur. Tyr-365 və Val-25 40 daşıyan simian URAT1 (Əlavə Cədvəl 4). Qalıqlar 35 və 481 fərqli filogenetik paylanmalara malikdir (Əlavə Cədvəl 4), eyni zamanda insan, siçovul və siçan arasında fərqlənir və buna görə də insandan siçana URAT1 kimeralarının analizlərində müəyyən edilmişdir. Biz digər qalıqların da urat və inhibitor yaxınlığında iştirak etdiyini gözləyirik. HURAT1 və rURAT1 74% amin turşusu eyniliyini paylaşdığından, bu ortoloqlardan olan kimeralar inhibitorların bağlanmasında iştirak edən bütün qalıqları müəyyən etməyəcək. URAT1 homoloqlarının struktur/funksiya təhlili 31,33,45,46,47,48,49, eləcə də GLUT kristal strukturlarının 41,44 son tapıntılarına əsaslanaraq, bir çox TM seqmentlərində qorunan qalıqların da rol oynadığını gözləyirik. URAT1 substratlarına və inhibitorlarına bağlanır. İnsan URAT1 qalıqlarına uyğun gələn qalıqların identikliyi 35, 365 və 481 digər URAT1 növlərində (ortoloqlar) və SLC22A subfamiliya homoloqları Əlavə Cədvəl 4-də göstərilmişdir. Maraqlıdır ki, tirozin qalığı əksər homoloqlarda hURAT1 qalığı 365-ə uyğun mövqedə baş verir, beləliklə, Phe-365 hURAT1 üçün demək olar ki, unikaldır. Buna görə də, bu fenilalanin, hURAT1 (Tan) üçün benzbromaron və verinuradın yüksək potensialında və spesifikliyində əhəmiyyətli ola bilər. və b., əlyazmaları təqdim olunur). Bununla belə, probenesid daha qeyri-spesifikdir və hURAT1, hOAT4, hOAT1 və hOAT3 24 ilə oxşar potensiala malikdir 35, 365 və 481 URAT1 qalıqlarının hamısının SLC22A ailəsinin bütün üzvləri üçün ümumi olan ardıcıl motivlər daxilində meydana gəldiyi qənaətinə uyğundur 49.

      Xülasə, biz hURAT1-də URAT1 inhibitorları ilə yüksək yaxınlıqlı qarşılıqlı əlaqəyə vasitəçilik edən bir neçə amin turşusu müəyyən etdik. Bu qalıqların bəziləri URAT1 substratının sidik turşusunun tanınmasında və yaxınlıqda da iştirak edir. Bu, URAT1-in inhibəsi üçün asan mexanizm təmin edir: inhibitorlar sidik turşusunun daşınmasının qarşısını almaq üçün URAT1-in mərkəzi kanalı daxilində uratın əsas amin turşuları ilə qarşılıqlı təsirinə sterik şəkildə mane olurlar. Bu amin turşularında təbii olaraq meydana gələn polimorfizmlər prinsipcə URAT1 inhibitorlarının effektivliyinə təsir göstərə bilər, baxmayaraq ki, bu günə qədər heç biri müəyyən edilməmişdir. Bu nəticələr həmçinin URAT1-in yeni yüksək yaxınlıq və spesifik inhibitorlarının kəşfinə kömək edə bilər ki, bu da hiperurikemiya və podaqra üçün daha təhlükəsiz və effektiv urat azaldıcı müalicələr kimi xidmət edə bilər.


      Oküler daşıyıcıların biologiyası: gözdə axıntı və axın daşıyıcıları

      Dhananjay Pal,. Aşim K. Mitra, Oküler Nəqliyyatçılar və Reseptorlarda, 2013

      2.2.1 Peptid daşıyıcıları

      Peptid daşıyıcıları angiotenzin çevirən ferment inhibitorları, rennin inhibitorları, peptidomimetik molekullara əlavə olaraq, dipeptidlərin və tripeptidlərin hüceyrə translokasiyasını asanlaşdıran mühüm plazma membran zülallarıdır. β-laktam antibiotikləri və sefalosporinlər. Na + / H + dəyişdiricisi tərəfindən yaradılan turşulu pH peptidlərin udulması üçün dinamik qüvvə kimi xidmət edir. İndiyə qədər iki peptid daşıyıcısı müəyyən edilmişdir: peptid daşıyıcısı 1 (PEPT1, SLC15A1) və peptid daşıyıcısı 2 (PEPT2, SLC15A2) [6-10]. Bu daşıyıcılar oxşar topologiyanı bölüşür və sitozola yönəlmiş N- və C-terminalları olan 12 proqnozlaşdırılan membranı əhatə edən domenləri (transmembran domenləri TMD) ehtiva edir (Şəkil 2.1). PEPT1 proteini 708 amin turşusu qalığını, PEPT2 isə 729 amin turşusu qalığını kodlayır. Bu nəqliyyat sistemləri müxtəlif yüklü növlər də daxil olmaqla, dipeptidləri və tripeptidləri (ardıcıllıqdan asılı olmayaraq) daşımaq üçün unikal qabiliyyətə malikdir. Bu daşıyıcılar stereospesifikdir və bir və ya daha çox D-enantiomerləri olan peptidlərə nisbətən amin turşusu qalıqlarının L-enantiomerlərinə yüksək yaxınlığı əhatə edir. Peptid daşıyıcıları öz hərəkətverici qüvvəsi kimi elektrokimyəvi proton qradiyentindən istifadə edən ilk məməli qida membran daşıyıcıları hesab olunurlar [11].

      Şəkil 2.1. Peptid daşıyıcısı 1-in (PEPT1) membran topologiyası. (a) Zülal sitozolda N-terminal və C-terminal ucları olan 12 transmembran domenindən ibarətdir. (b) PEPT1 və PEPT2-dən əldə edilən kimerik daşıyıcıların təhlili əsasında yaşıl rəngdə olan transmembran domenləri substratı bağlayan domenin bir hissəsini təşkil edir. Rəngli qalıqlar işləmək üçün çox vacibdir. Mutasiya analizindən göründüyü kimi, sarı rəngdə olan histidin qalıqları protonun bağlanmasında və substratın tanınmasında iştirak edir. Qırmızı rəngdə göstərilən qalıqlar substratı və proton bağlanmasını modullaşdırır. Müəyyən edilmiş bölgələr bir çox substratı birləşdirən və köçürən məsamə bənzər bir quruluş yarada bilər.

      İcazə ilə çoxaldılır [ 7 ]

      Sahəyə yönəldilmiş mutagenez yanaşması PEPT1 və PEPT2-nin struktur-funksiya əlaqələrini aydınlaşdırdı. Doqquz TMD-yə qədər zülalın N-terminal bölgəsinin bütün fenotipik xüsusiyyətlərə cavabdeh olacağı proqnozlaşdırıldı [12]. İlk altı TMD substratı bağlayan cibinin əsas hissəsini təsvir edir və bu bölgələr pH asılılığını təyin etmək üçün məsul hesab edilir, yeddinci-doqquzuncu TMD isə substrata yaxınlığı müəyyən edir [13, 14]. Bütün bu tapıntılar N-terminal TMD-lərin məsaməbənzər bir quruluş meydana gətirdiyini və TMD-lərin 7-9-un substratı bağlayan cibini meydana gətirdiyini göstərir. Sonrakı sahədə amin turşusu qalıqlarının bir hissəsi (1-59) dipeptidlərin yan zəncirlərinə müdaxilə edir və digər qalıqlar (60-91) pH-dan asılı nəqliyyata əhəmiyyətli dərəcədə kömək edir [15]. Bundan əlavə, sahəyə istiqamətlənmiş mutagenez yanaşması onun funksiyası üçün vacib olan bir neçə qalıqları müəyyən etmişdir. Histamin (His 57) qalığının (TMD 2-də) rolu tədqiq edildi və yükü sabitləşdirən iki yaxınlıqdakı tirozin qalığı (Y 56 və Y 64) vasitəsilə proton bağlanması ilə əlaqəli olduğu ortaya çıxdı. Onun 121 protonasiya yolu ilə turşu peptidlərin yükünün neytrallaşdırılmasını asanlaşdırır və substratın tanınmasına cavabdehdir [16]. TMD 1, 3, 5 və 7-dəki digər qalıqlar substratın bağlanmasının modulyatorları kimi görünür. Baxmayaraq ki, son struktur-funksiya təhlilləri tədqiqatçıları peptid daşıyıcılarının biologiyasını başa düşməyə və substratın bağlanma xüsusiyyətlərini proqnozlaşdırmağa vadar etsə də, hələ də peptid daşıyıcılarının (PEPT1 və PEPT2) təkcə peptidləri və peptidi deyil, necə nəql edə bildiyinə dair sual qalır. kimi analoqlar β-laktam antibiotikləri, həm də daha böyük peptid-konjuge dərmanlar [17].

      Son zamanlarda PepT-nin kristal quruluşuBelə ki, məməli peptid daşıyıcılarının PEPT1 və PEPT2-nin funksional oxşar prokaryotik homoloqu Shewanella oneidensis bildirilmişdir [6, 18]. Bu struktur bu daşıyıcı ailə üçün liqandla bağlı tıkanmış vəziyyəti ortaya qoyur və ümumi nəqliyyat mexanizmi haqqında yeni anlayışlar təqdim edir. Newstead və iş yoldaşları [6, 18] membranın həm hüceyrədənkənar, həm də hüceyrədaxili tərəflərindən bağlı liqand bağlayan mərkəzi hidrofilik boşluqda peptid bağlayan yer müəyyən etmişlər. Amin turşusu qalıqları mərkəzi boşluğun hüceyrədənkənar qapısı yaxınlığında lokallaşdırılmış protonların birləşməsində iştirak edir. Üç müxtəlif mərhələnin köməyi ilə peptid-proton simportunun mümkün mexanizmi də təklif edilmişdir: (A) xaricə baxan konformasiya, (B) tıkanmış vəziyyət və (C) içəriyə baxan konformasiya (Şəkil 2.2). A mərhələsində peptid (Pep) və proton (H+) membranın hüceyrədənkənar tərəfinə açılan xaricə baxan boşluq vasitəsilə müvafiq bağlanma yerlərinə daxil ola bilir. Peptid bağlayan bölgə həm N-, həm də C-terminal sarmal dəstələrinin səthindən hazırlanır (+ və - simvolları ilə təmsil olunur), proton bağlayan bölgə isə xaricə baxan uyğunlaşma zamanı hüceyrədənkənar qapının yaxınlığında yerləşir. . Tıxanmış vəziyyətdə Pep mərkəzi boşluğun hər iki ucunun bağlanması ilə mərkəzi boşluqda tıxanır. Lakin proton bağlayan bölgə hələ də hüceyrədənkənar boşluq vasitəsilə hüceyrədənkənar tərəfə məruz qalır. İçə baxan mərhələdə, həm Pep, həm də H + membranın hüceyrədaxili tərəfinə, bu uyğunlaşmada hüceyrədaxili tərəfə məruz qalan proton bağlayan bölgə ilə içəriyə baxan boşluq vasitəsilə buraxılır.

      Şəkil 2.2. Protonla idarə olunan peptid simportu üçün təsirlər.

      İcazə ilə çoxaldılır [ 18 ]

      Bununla belə, insan peptid daşıyıcısının kristal quruluşu olmadığı halda, funksional təcrübələrlə dəstəklənən kompüter/homoloji modelləşdirmə yanaşmaları PEPT-nin üçölçülü strukturunu aydınlaşdırmaq üçün etibarlı yanaşma olaraq qala bilər [19]. Struktur biologiyanın əhəmiyyətli dərəcədə daha geniş başa düşülməsi peptid daşıyıcılarının konformasiya çevikliyi ilə bağlı bəzi anlayışlar təmin etdi, lakin dərman nəqlinin molekulyar mexanizmini təmin etmək üçün liqand bağlanmasının biofiziki və funksional təhlilləri daha da öyrənilməlidir.


      EKSPERİMENTAL PROSEDURLAR

      Ardıcıllığın uyğunlaşdırılması və təhlili

      Mutant konstruksiyaların yaranması

      Membran lokalizasiyasının müəyyən edilməsini asanlaşdırmaq üçün mutantlar şablon kimi sarı flüoresan zülal (YFP) ilə işarələnmiş vəhşi tip (WT) insan PMAT-dan istifadə etməklə qurulmuşdur. YFP WT və mutant PMAT daşıyıcılarının N-terminalında işarələnmişdir və bizim əvvəlki tədqiqatlarımız göstərmişdir ki, YFP etiketləməsi substratın seçiciliyinə və daşıyıcının kinetik davranışlarına heç bir təsir göstərməmişdir (16). WT insan PMAT əvvəllər YFP vektoru pEYFP-C1 (Clontech, Palo Alto, CA) alt-klonlaşdırılıb (5). Mutantlar istehsalçının protokoluna uyğun olaraq QuickChange dəstindən (Stratagene, La Jolla, CA) istifadə edərək sayta yönəldilmiş mutagenez yolu ilə yaradılmışdır. Hər bir mutantın ardıcıllığı Vaşinqton Universitetinin Biokimya Departamentində birbaşa DNT ardıcıllığı ilə təsdiq edilmişdir.

      MDCK hüceyrələrində sabit ifadə

      YFP etiketli mutant konstruksiyalar Lipofectamine 2000 transfeksiya reagentindən (Invitrogen, Carlsbad, CA) istifadə edərək MDCK hüceyrələrinə transfeksiya edilmişdir. Stabil transfeksiya edilmiş hüceyrə xətləri 10% fetal iribuynuzlu zərdab və G418 (1000 μg/ml) olan minimal əsas mühitdə hüceyrələrin kultivasiyası yolu ilə əldə edilmişdir. Nəzarət hüceyrə xəttini əldə etmək üçün boş pEYFP-C1 vektoru MDCK hüceyrələrinə köçürüldü. 2 həftəlik dərman seçimindən sonra flüoresan-müsbət hüceyrələr Vaşinqton Universiteti, Sağlamlıq Elmləri Mərkəzinin Hüceyrə Təhlili Mərkəzində FACS Vantage SE çeşidləyicisi (BD Biosciences, San Jose, CA) tərəfindən təmizləndi. Çeşidlənmiş hüceyrələr kulturlandı və tərkibində G418 (200 μg/ml) olan minimal əsas mühitdə saxlanıldı.

      Konfokal Flüoresan Mikroskopiya

      YFP etiketli mutant daşıyıcıların hüceyrə lokalizasiyasını müəyyən etmək üçün,

      2 5 hüceyrə mikroskop örtüyü şüşəsinin üstündə 6 quyulu lövhələrdə (Şahin) birləşənə qədər 2 gün böyüdüldü. Hüceyrələr Fluoromount-G (Elektron Mikroskopiya Elmləri, Hatfield, PA) ilə mikroskop şüşə slaydlarına quraşdırılmış və Vaşinqton Universitetinin Keck Mikroskopiya Müəssisəsində işıq mənbəyi kimi arqon lazerlə təchiz edilmiş Leica SP1 konfokal mikroskopu ilə vizuallaşdırılmışdır. Şəkillər 488 nm-də həyəcanlanma və 515 nm-də emissiya ilə çəkildi.

      MDCK hüceyrələrində funksional xarakteristikalar

      Stabil şəkildə transfeksiya edilmiş MDCK hüceyrələri 24 quyu boşqablara yerləşdirildi və birləşənə qədər 2 gün böyüməsinə icazə verildi. Artım mühiti aspire edildi və hər bir quyu bir dəfə Krebs-Ringer-Henseleit (KRH) tamponu (5,6 mM qlükoza, 125 mM NaCl, 4,8 mM KCl, 1,2 mM KH) ilə yuyuldu.2PO4, 1.2 mM CaCl2, 1.2 mM MgSO4, 25 mM HEPES, pH 7.4) və eyni tamponda 15 dəqiqə 37°C-də əvvəlcədən inkubasiya edilib. Nəqliyyat analizləri 3 H-etiketli liqand olan KRH tamponunda hüceyrələri inkubasiya etməklə 37ºC-də aparılmışdır. [3 H] MPP + (85 Ci/mmol) və [3 H] uridin (30 Ci/mmol) American Radiolabeled Chemicals, Inc.-dən (Sent-Luis, MO) əldə edilmişdir. [3H] 5-HT (5-hidroksi-[1,2-3H] triptamin kreatinin sulfat, 28,1 Ci/mmol) və [3 H] dopamin (3,4-dihidroksi-[2,5,6- 3) H] feniletilamin, 51,3 Ci/mmol) PerkinElmer Life Sciences, Inc şirkətindən idi. Bütün digər kimyəvi maddələr Sigma (Sent-Luis, MO) şirkətindən alınmışdır. 3 H ilə işarələnmiş nukleosid uridindən istifadə edilən nəqliyyat tədqiqatları üçün endogen nukleozidlərin qəbulu fəaliyyətini bastırmaq üçün nəqliyyat tamponuna 0,5 μM NBMPR əlavə edilmişdir. Uridinin inhibəsi üzrə tədqiqatlar üçün hüceyrələr 1 mM uridinin iştirakı ilə 3 H-etiketli liqandla inkubasiya edilmiş və 37°C-də nəqliyyat analizləri aparılmışdır. Alma hüceyrələrin üç dəfə buz kimi soyuq KRH tamponu ilə yuyulması ilə dayandırıldı. Sonra hüceyrələr 0,5 ml 1N NaOH ilə həll edildi və 0,5 ml 1N HCl ilə neytrallaşdırıldı. Hüceyrə lizatındakı radioaktivlik maye ssintilasiya hesablanması ilə ölçüldü. Hər quyuda zülal konsentrasiyası BCA zülal analiz dəsti (Pirs) ilə ölçüldü və hər quyuda zülalın qəbulu onun zülal tərkibinə normallaşdırıldı. Bütün tədqiqatlarda boş bir vektor ilə transfeksiya edilmiş hüceyrələr fon nəzarəti kimi istifadə edilmişdir. Daşıyıcıya xas alım vektor transfeksiya edilmiş hüceyrələrdə fon qəbulunu çıxmaqla hesablanmışdır.

      Hüceyrə səthinin biotinilasiyası ilə plazma membran zülallarının təcrid edilməsi

      Stabil şəkildə transfeksiya edilmiş MDCK hüceyrələri 60 mm-lik plitələrə qoyuldu və birləşənə qədər kulturlandı. Hüceyrələr iki dəfə 3 ml buz kimi soyuq PBS/CM (138 mM NaCl, 2.7 mM KCl, 8 mM Na) ilə yuyuldu.2HPO4, 1,5 mM KH2PO4, 0,1 mM CaCl2, 1 mM MgCl2, pH 8.0). Biotinilasiya, tərkibində membran keçirməyən biotinilasiya reagenti Sulfo-NHS-SS-biotin (0,5 mq/ml) (Pierce, Rockford, IL) olan 1 ml buz kimi soyuq PBS/CM ilə inkubasiya yolu ilə buz üzərində aparılmışdır. Təzə hazırlanmış NHS-SS-biotin və yumşaq silkələmə ilə 4ºC-də ardıcıl 20 dəqiqəlik iki inkubasiyadan sonra hüceyrələr 100 mM qlisin ehtiva edən 3 ml PBS/CM ilə qısa müddətə yuyuldu. Reaksiyaya girməyən NHS-SS-biotinin tam söndürülməsini təmin etmək üçün hüceyrələr eyni məhlulla 20 dəqiqə ərzində 4ºC-də daha da inkubasiya edilmişdir. Hüceyrələr daha sonra tərkibində 20 mM Tris, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1% Triton X-100, 1 mM fenilmetil-sulfonil flüorid və Proteaz İnhibitorları (hRoche1) olan 1 ml lizis tamponunda inkubasiya edilərək buz üzərində həll edildi. arabir vortekslə. Protein konsentrasiyaları supernatant lizatından ölçüldü və daha sonra membran zülallarının təcrid olunması üçün supernatant üzərinə əlli mikrolitr UltraLink İmmobilizasiya olunmuş NeytrAvidin zülalı (Pirs) əlavə edildi. Membran zülalları siçan monoklonal anti-sarı flüoresan zülal antikorundan (JL-8) (BD Biosciences) istifadə edərək 1:1000 seyreltmə, ardınca horseradish peroksidaza ilə birləşdirilmiş keçi anti-siçan IgG (1:20,000 seyreltmə) istifadə edərək Western blotuna məruz qaldı. Qərb ləkələrindəki kimilüminesans siqnalları SuperSignal West Pico Kimilüminesans Substratdan (Pirs) istifadə edilərək, sonra ləkələrin rentgen filmlərinə məruz qalması ilə aşkar edilmişdir. Bandın intensivliyi ImageQuant proqram təminatından (Molekulyar Dinamika) istifadə edərək densitometriya ilə ölçüldü. Daha əvvəl bildirildiyi kimi (16), gözlənilən molekulyar ölçü ətrafında ikiqat və ya çoxlu zülal zolaqları (

      75 kDa) YFP etiketli PMAT zülalları üçün müşahidə edilmişdir ki, bu da PMAT-ın diferensial qlikosilasiyası ilə əlaqədar ola bilər.

      Helisel Təkər Təhlili

      Spiral təkərlər EXPASY molekulyar biologiya serverində Helix Wheel proqramından istifadə edilməklə yaradılmış və sonradan spiral təkər şablonuna köçürülmüşdür. Transmembran sahəsinin standart α–sarmal (3,6 qalıq/spiral döngə) olduğu güman edilir. TM-də hər bir qalıq hər 100-dən bir dairənin mərkəzi ətrafında çəkilir. Qalıqların mövqelərinin proyeksiyası spiral oxuna perpendikulyar olan müstəvidə göstərilmişdir. Hidrofobiklik və hidrofillik Eisenberg və digərlərinin konsensus şkalasına uyğun olaraq təyin edilir. (21).

      Məlumatların təhlili

      Bütün qəbul etmə təcrübələri üçün məlumatlar orta ± SD kimi ifadə edilmişdir. müxtəlif hüceyrə keçidləri ilə üç müstəqil təcrübədən (n = 3). Hər bir təcrübə üçün eyni boşqabda üç fərqli quyuda üç nüsxədə udma aparılmışdır. Müvafiq olduqda, səh dəyərlər Tələbənin t-testi ilə əldə edilmişdir. Michaelis-Menten tədqiqatları üçün məlumatlar V= tənliyinə uyğundur Vmaks [S]/(Km+[S]) Kaleidagraph Version 3.6 (Synergy Software, Reading, PA) istifadə edərək, burada V nəql sürəti və [S] substrat konsentrasiyasıdır. Kinetik parametrlər əvvəllər təsvir edildiyi kimi qeyri-xətti ən kiçik kvadratlar reqressiya uyğunluğu ilə müəyyən edilmişdir (5, 6).


      Fermentin və ya daşıyıcının substrata və ya həll olunan maddəyə yaxınlığına bağlanma yerindəki amin turşuları təsir edirmi? - Biologiya

      Ektoin və onun törəməsi 5-hidroksiektoin, fizioloji olaraq osmotik stressin öhdəsindən gəlmək üçün bakteriyalar tərəfindən geniş şəkildə sintez edilən uyğun məhlullardır. Onlar həmçinin kimyəvi şaperonlar kimi xidmət edir və makromolekulların funksionallığını qoruyurlar. 5-Hydroxyectoine, ektoin hidroksilaz (EctD) tərəfindən kataliz edilən enzimatik reaksiya olan stereo-spesifik hidroksilasiya yolu ilə ektoindən istehsal olunur. EctD zülalı, tərkibində olmayan dəmir (II) və 2-oksoqlutaratdan asılı dioksigenaz super ailəsinin üzvüdür və təkamül baxımından yaxşı qorunur. Biz soyuğa uyğunlaşdırılmış dəniz ultra-mikrobakteriyasından ektoin hidroksilazanı tədqiq etdik. Sphingopyxis alaskensis (Sa) və təmizləndiyini tapdı SaEctD zülalı məhlulda homodimerdir. müəyyən etdik SaEctD kristal quruluşu apo-formasında, dəmir katalizatoru ilə kompleksləşmiş və tərkibində dəmir, ko-substrat 2-oksoqlutarat və EctD, 5-hidroksiektoinin reaksiya məhsulu olan formadadır. Dəmir və 2-oksoqlutarat liqandları dioksigenaza super ailəsinin digər üzvlərinə bənzər şəkildə EctD aktiv sahəsi daxilində bağlanır. 5-Hydroxyectoine, lakin ektoinlər üçün mikrobial idxal sistemləri ilə birlikdə fəaliyyət göstərən yüksək yaxınlıqlı həlledici reseptor zülallarında olandan fərqli olaraq EctD tərəfindən əlaqələndirilir. Kristaloqrafik analizimiz ektoin hidroksilazanın aktiv sahəsinin təfərrüatlı görünüşünü təmin edir və ektoin substratının mövqe və stereo-spesifik şəkildə hidroksilləşməsini kollektiv şəkildə təmin edən ferment və onun liqandları arasında mürəkkəb qarşılıqlı əlaqə şəbəkəsini ifşa edir.

      Bu iş qismən Deutsche Forschungsgemeinschaft Grant SFB 987, Hessen Ştatının LOEWE proqramı (Sintetik Mikrobiologiya Mərkəzi vasitəsilə, Marburq), RK Thauer-in Emeritus Qrupu vasitəsilə Maks-Planck Yer Mikrobiologiyası İnstitutu (Marburq) tərəfindən dəstəklənib. , Fonds der Chemischen Industrie tərəfindən, Heinrich-Heine-University Düsseldorf və onun Biokimya İnstitutu tərəfindən və Heinrich-Heine-Universitetinin “Mükəmməlliyə uyğun” təşəbbüsü ilə töhfədir.


      Fermentlər: Necə işləyirlər və nə edirlər

      Fermentlər insan orqanizmində kimyəvi reaksiyaları sürətləndirməyə kömək edir. Molekullara bağlanır və onları xüsusi yollarla dəyişdirirlər. Onlar minlərlə digər rollar arasında tənəffüs, qida həzm, əzələ və sinir funksiyası üçün vacibdir.

      Bu yazıda bir fermentin nə olduğunu, necə işlədiyini izah edəcəyik və insan bədənindəki fermentlərə bəzi ümumi nümunələr verəcəyik.

      Pinterest-də paylaş Amilaz fermenti (şəkildə) nişastanı şəkərlərə parçalayır.

      Fermentlər bütün bədəndə mövcud olan mürəkkəb formalara qatlanmış zülallardan ibarətdir.

      Bizi həyatda saxlayan kimyəvi reaksiyalar - maddələr mübadiləsimiz - fermentlərin yerinə yetirdiyi işə əsaslanır.

      Fermentlər sürətlənir (kataliz etmək) bəzi hallarda kimyəvi reaksiyalar, fermentlər kimyəvi reaksiyanı onsuz ola biləcəyindən milyonlarla dəfə daha sürətli edə bilər.

      A substrat ilə bağlayır aktiv sayt fermentə çevrilir məhsullar. Məhsullar aktiv sahəni tərk etdikdən sonra ferment yeni substrata yapışmağa və prosesi təkrarlamağa hazırdır.

      Həzm sistemi – fermentlər orqanizmə daha böyük mürəkkəb molekulları qlükoza kimi kiçik molekullara parçalamağa kömək edir ki, orqanizm onlardan yanacaq kimi istifadə edə bilsin.

      DNT replikasiyası - bədəninizdəki hər bir hüceyrədə DNT var. Hüceyrə hər dəfə bölündükdə həmin DNT-nin kopyalanması lazımdır. Fermentlər bu prosesdə DNT sarımlarını açaraq və məlumatları kopyalayaraq kömək edir.

      Qaraciyər fermentləri – qaraciyər orqanizmdə olan toksinləri parçalayır. Bunun üçün bir sıra fermentlərdən istifadə edir.

      “Kilid və açar” modeli ilk dəfə 1894-cü ildə təklif edilmişdir. Bu modeldə fermentin aktiv yeri xüsusi bir formadır və ona kilid və açar kimi yalnız substrat uyğun gəlir.

      Bu model indi yenilənib və adlanır induksiyalı uyğun model.

      Bu modeldə, aktiv sahə substratla qarşılıqlı əlaqədə olduqda formasını dəyişir. Substrat tam olaraq kilidləndikdən və dəqiq vəziyyətdə olduqdan sonra kataliz başlaya bilər.

      Fermentlər yalnız müəyyən şərtlərdə işləyə bilər. İnsan bədənindəki fermentlərin əksəriyyəti təxminən 37 ° C - bədən istiliyində ən yaxşı işləyir. Aşağı temperaturda onlar hələ də işləyəcəklər, lakin daha yavaş.

      Eynilə, fermentlər yalnız müəyyən bir pH diapazonunda (turşu/qələvi) fəaliyyət göstərə bilər. Onların üstünlükləri bədəndə harada tapıldığından asılıdır. Məsələn, bağırsaqlardakı fermentlər 7,5 pH-da ən yaxşı işləyir, mədədəki fermentlər isə pH 2-də ən yaxşı işləyir, çünki mədə daha turşudur.

      Temperatur çox yüksəkdirsə və ya mühit çox turşu və ya qələvidirsə, fermentin forması dəyişir, bu da aktiv sahənin formasını dəyişir ki, substratlar ona bağlana bilmir - ferment denatürasiya edilmiş.

      Bəzi fermentlər, onlara bağlı xüsusi bir protein olmayan molekul olmadan fəaliyyət göstərə bilməzlər. Bunlara kofaktorlar deyilir. Məsələn, karbonik anhidraz, bədənin pH səviyyəsini saxlamağa kömək edən bir ferment, sink ionuna bağlanmasa, işləyə bilməz.

      Bədənin sistemlərinin düzgün işləməsini təmin etmək üçün bəzən fermentləri yavaşlatmaq lazımdır. Məsələn, bir ferment çox məhsul istehsal edirsə, istehsalı azaltmaq və ya dayandırmaq üçün bir yol olmalıdır.

      Fermentlərin fəaliyyəti bir neçə yolla inhibə edilə bilər:

      Rəqabətli inhibitorlar – molekul aktiv sahəni bloklayır ki, substrat fermentə yapışmaq üçün inhibitorla rəqabət aparsın.

      Rəqabətli olmayan inhibitorlar – molekul aktiv bölgədən başqa bir yerdə fermentə bağlanır və onun effektiv işləməsini azaldır.

      Rəqabətsiz inhibitorlar – inhibitor bir-birinə bağlandıqdan sonra ferment və substrata bağlanır. Məhsullar aktiv sahəni daha az asanlıqla tərk edir və reaksiya yavaşlayır.

      Geri dönməz inhibitorlar – geri dönməz inhibitor bir fermentə bağlanır və onu daimi olaraq təsirsiz hala gətirir.

      İnsan bədənində minlərlə ferment var, bunlardan yalnız bir neçəsi:

      • Lipazlar – bağırsaqda yağları həzm etməyə kömək edən fermentlər qrupu.
      • Amilaza – nişastanın şəkərə çevrilməsinə kömək edir. Amilaza tüpürcəkdə olur.
      • maltaz – tüpürcəkdə də olan şəkər maltozunu qlükozaya parçalayır. Maltoza kartof, makaron və pivə kimi qidalarda olur.
      • Tripsin – nazik bağırsaqda olur, zülalları amin turşularına parçalayır.
      • laktaza – həmçinin nazik bağırsaqda olur, laktozanı, süddəki şəkəri qlükoza və qalaktoza parçalayır.
      • Asetilkolinesteraza - sinirlərdə və əzələlərdə asetilkolin neyrotransmitterini parçalayır.
      • Helikaz - DNT-ni açır.
      • DNT polimeraza - deoksiribonukleotidlərdən DNT sintez edir.

      Fermentlər insan orqanizminin gündəlik işində böyük rol oynayır. Birləşmələrə bağlanaraq və onları dəyişdirərək, onlar həzm sisteminin, sinir sisteminin, əzələlərin və daha çoxunun düzgün işləməsi üçün həyati əhəmiyyət daşıyır.


      Daşıyıcı və kanal zülalları arasındakı fərq

      Hüceyrələri aktiv və canlı saxlamaq üçün maddələrin hüceyrə membranı vasitəsilə daşınması lazımdır. Bu maddələr əsasən hüceyrələrin plazma membranında membran nəqliyyat zülalları ilə daşınır. Hüceyrə membranı vasitəsilə suda həll olunan və həll olunmayan maddələrin daşınmasında iştirak edən membran daşıyıcı zülalların daşıyıcı zülalları və kanal zülallarının iki növü vardır. Bu zülallar əsasən ionlar, şəkərlər, amin turşuları, nukleotidlər və metabolitlər kimi qütb molekullarını plazma membranından keçirməyə imkan verir.

      Daşıyıcı zülallar nədir?

      Daşıyıcı zülallar hüceyrə membranının lipid iki qatına uzanan və qlükoza və elektrolitlər kimi suda həll olunan maddələr üçün kanal kimi xidmət edən ayrılmaz zülallardır. Məhlulları daşıyarkən daşıyıcı zülallar məhlulu membranın bir tərəfində bağlayır, konformasiya dəyişikliklərinə məruz qalır və onları membranın digər tərəfinə buraxır. Bu zülallar həm aktiv, həm də passiv nəqliyyatda vasitəçilik edə bilər. Passiv daşıma zamanı molekullar enerji sərf etmədən konsentrasiya qradiyenti boyunca yayılır. Aktiv nəqliyyat həll olunan hissəciklərin konsentrasiya qradientinə qarşı hərəkətidir və onun enerjiyə ehtiyacı var. Daşıyıcı zülallar fermentlər kimi fəaliyyət göstərir. Onlar yalnız xüsusi molekulları birləşdirir və bağlanma üsulu fermentin aktiv sahəsi ilə onun substratı arasındakı əlaqəyə bənzəyir. Bəzi daşıyıcı zülallara misal olaraq Qlükoza Taşıyıcı 4 (GLUT-4), Na + -K + ATPase, Ca 2+ ATPase və s.

      Kanal zülalları nədir?

      Kanal zülalları ion seçicidir və kanal açıq olduqda məhlulun yüksək axın sürətində keçdiyi bir məsamə ehtiva edir. Kanal zülallarının əsas xüsusiyyətlərinə məhlulun selektivliyi, məhlulun nüfuzetməsinin sürətli sürəti və məhlulun nüfuzunu tənzimləyən qapı mexanizmləri daxildir. Bəzi mühüm kanal zülallarına dihidropiridin reseptoru, Ca 2+ kanal zülalı, yavaş Na+ kanal zülalı, sürətli Na+ kanal zülalları, nikotinik asetilkolin (nACh) reseptoru, N-metil-D-asparat və s. daxildir.

      Daşıyıcı və Kanal Zülalları arasındakı fərq nədir?

      • Məhlullar kanal zülallarının məsamələri vasitəsilə yayılır, karyera zülalları isə məhlulları membranın bir tərəfində bağlayır və digər tərəfdən sərbəst buraxır.

      • Kanal zülalları ilə müqayisədə daşıyıcı zülallar çox yavaş nəql sürətinə malikdirlər (saniyədə 1000 məhlul molekulu).

      • Daşıyıcı zülallardan fərqli olaraq, kanal zülallarında məhlulun daşınmasını asanlaşdıran məsamə var.

      • Kanal zülallarından fərqli olaraq, daşıyıcı zülallar alternativ həll olunan maddə ilə əlaqəli konformasiyalara malikdir.

      • Kanal zülalları lipoproteinlər, daşıyıcı zülallar isə qlikoproteinlərdir.

      • Daşıyıcı zülallar həm aktiv, həm də passiv daşımalara vasitəçilik edə bilər, kanal zülalları isə yalnız passiv daşımalara vasitəçilik edə bilər.

      • Kanal zülalları endoplazmatik retikuluma bağlı ribosomlarda, daşıyıcı zülallar isə sitoplazmada sərbəst ribosomlarda sintez olunur.

      • Daşıyıcı zülallar molekulları və ya ionları konsentrasiya gradientinə qarşı daşıya bilir, kanal zülalı isə daşıya bilmir.

      • Daşıyıcı zülallar membran boyunca hərəkət edir, kanal zülalları isə molekulları və ya ionları daşıyarkən hərəkət etmir.

      • Kanal zülalları yalnız suda həll olunan molekulları keçir, daşıyıcı zülallar isə həm suda həll olunan, həm də həll olunmayan maddələri nəql edir.


      Videoya baxın: Enzymes شرح بالعربي (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Gashura

    Yandexdə mücərrəd axtarırdım və bu səhifəyə rast gəldim. Esse mövzusuna bir az məlumat topladım. Daha çox istərdim və bunun üçün təşəkkür edirəm!

  2. Dizil

    Müdaxilə etdiyim üçün üzr istəyirəm, amma başqa yolla getməyi təklif edirəm.

  3. Gutilar

    Müstəsna aldatma

  4. Nootau

    çox maraqlı fikir

  5. Larue

    Möcüzədir!

  6. Seanlaoch

    Razıyam, çox faydalı parça

  7. Vudogor

    If I were you, I would ask a moderator for help.



Mesaj yazmaq