التعديلات اللاحقة للترجمة
التعديلات اللاحقة للترجمة هي تغييرات كيميائية تساهمية تُجرى على البروتين بعد تصنيعه. فمن خلال إضافة مجموعات كيميائية (مثل الفوسفات أو سلاسل السكر)، أو ربط بروتينات أخرى (مثل اليوبيكويتين)، أو شطر السلسلة، يمكن للخلية تغيير نشاط البروتين واستقراره وموقعه وتفاعلاته. توسع هذه التعديلات بشكل كبير التنوع الوظيفي للبروتيوم بما يتجاوز ما يشفره الجينوم مباشرةً.
Definition
التعديلات اللاحقة للترجمة هي تغييرات تساهمية محفزة بالإنزيمات تحدث للبروتين بعد تخليقه، وتشمل إضافة مجموعات كيميائية صغيرة، وربط السكريات أو البروتينات الأخرى، والانشطار البروتيني، والتي تعدل نشاط البروتين وموقعه واستقراره وتفاعلاته.
Scope
يغطي هذا الموضوع الفئات الرئيسية للتعديلات اللاحقة للترجمة، بما في ذلك الفسفرة، والغلْكَزَة، واليوبيكويتين، والأسيتيل، والمثيلة، واللَبْيَدَة، والمعالجة البروتينية، وكيف تنظم وظيفة البروتين. وهو مرجع جزيئي ولا يقدم نصائح سريرية.
Core questions
- كيف يمكن لمجموعة ثابتة من المنتجات الجينية أن تنتج نطاقًا أكبر بكثير من وظائف البروتين؟
- ما هي المجموعات الكيميائية التي تضاف إلى البروتينات، وإلى أي الأحماض الأمينية؟
- كيف تعمل التعديلات العكسية كمفاتيح جزيئية؟
- كيف يغير التعديل مصير البروتين داخل الخلية؟
Key concepts
- تنوع البروتيوما
- الفسفرة (الكينازات والفوسفاتازات)
- الغلْكَزَة (مرتبطة بـ N ومرتبطة بـ O)
- اليوبيكويتين
- الأسيتيل والمثيلة
- اللَبْيَدَة
- المعالجة البروتينية
- التعديل العكسي كمفتاح جزيئي
Mechanisms
تقوم إنزيمات مخصصة بربط أو إزالة المجموعات الكيميائية عند سلاسل جانبية محددة من الأحماض الأمينية. توفر الفسفرة بواسطة الكينازات (وإزالتها بواسطة الفوسفاتازات) مفتاحًا قابلاً للانعكاس بسرعة يتحكم في النشاط والإشارات. تضيف الغلْكَزَة سلاسل السكر، بشكل أساسي في الشبكة الإندوبلازمية وجهاز غولجي، مما يشكل الطي والاستقرار والتعرف (Varki, 1993). يربط اليوبيكويتين البروتين الصغير اليوبيكويتين لتمييز الركائز لمصائر تشمل التحلل (Hershko & Ciechanover, 1998). تعمل الأسيتيل والمثيلة واللَبْيَدَة والمعالجة البروتينية على ضبط النشاط والموقع والتفاعلات بشكل أكبر، بحيث يمكن لناتج جيني واحد أن يوجد في العديد من الأشكال المتميزة وظيفيًا (Walsh et al., 2005).
Clinical relevance
نظرًا لأن التعديلات مثل الفسفرة واليوبيكويتين تنظم الإشارات والنمو ودوران البروتين، فإن اختلال تنظيمها يُدرس في العديد من الأمراض، وتُستخدم فحوصات الكشف عن التعديلات في الأبحاث والتشخيص. يصف هذا المدخل الآليات وأهميتها العامة وليس دليلًا للتشخيص أو العلاج الفردي.
History
أدى اكتشاف الفسفرة العكسية للبروتين في منتصف القرن العشرين، والذي حاز على جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب عام 1992، إلى ترسيخ التعديل كآلية تحكم. وقد وسع توصيف الغلْكَزَة ونظام اليوبيكويتين (Hershko & Ciechanover, 1998) الصورة، ثم أطرت المسوحات المنهجية لاحقًا التنوع الكيميائي الكامل للتعديلات كمصدر رئيسي لتعقيد البروتيوما (Walsh et al., 2005).
Key figures
- Christopher Walsh
- Edmond Fischer
- Edwin Krebs
- Aaron Ciechanover
- Avram Hershko
Related topics
Seminal works
- walsh-2005
- hershko-1998
Frequently asked questions
- لماذا تعد التعديلات اللاحقة للترجمة مهمة إذا كان الجين يحدد البروتين بالفعل؟
- يحدد الجين تسلسل الأحماض الأمينية، لكن التعديلات تغير ما يفعله هذا البروتين، وإلى أين يذهب، وكم يدوم. إنها تسمح لمنتج جيني واحد باتخاذ العديد من الأشكال الوظيفية والاستجابة بسرعة للإشارات.
- هل التعديلات اللاحقة للترجمة دائمة؟
- العديد منها قابل للانعكاس. يمكن إضافة الفسفرة وإزالتها، على سبيل المثال، لتعمل كمفتاح، بينما لا يتم عكس البعض الآخر مثل الانشطار البروتيني.