پروتئینهای پیامرسان درونسلولی و مولکولهای آداپتور
پروتئینهای پیامرسان درونسلولی و مولکولهای آداپتور، ماشینآلات رلهای را تشکیل میدهند که اطلاعات را از گیرندههای فعالشده سطح سلول به اثرگذارندههای درون سلول منتقل میکنند. این حوزه شامل سوئیچهای مولکولی، سیستمهای پیامرسان ثانویه لیپیدی، دامنههای تعاملی مدولار، و پروتئینهای داربستی و آداپتور است که پیامرسانی را در مسیرهای منظم و تنظیمشده سازماندهی میکنند.
Definition
پروتئینهای پیامرسان درونسلولی، مولکولهای سیتوپلاسمی و مرتبط با غشا هستند که سیگنالها را در پاییندست گیرندهها منتقل، تقویت و یکپارچه میکنند؛ مولکولهای آداپتور پروتئینهای غیرکاتالیتیکی هستند که شرکای پیامرسانی را از طریق دامنههای تعاملی مدولار به هم متصل میکنند، بدون اینکه خودشان واکنشی را کاتالیز کنند.
Scope
این حوزه خواننده را با چهار خانواده از اجزای رله درونسلولی آشنا میکند: سوئیچهای GTPase کوچک، پیامرسانی لیپیدی فسفاتیدیلاینوزیتول، دامنههای تعامل پروتئینی مدولار که واسطه اختصاصیت هستند، و پروتئینهای داربستی و آداپتور که کمپلکسهای پیامرسانی را مونتاژ میکنند. این یک نمای کلی سازماندهنده است؛ مکانیسمهای دقیق در مدخلهای موضوعی زیر آن قرار دارند.
Sub-topics
Core questions
- چگونه سیگنال گیرنده به یک تغییر بیوشیمیایی درونسلولی تبدیل میشود؟
- چه چیزی به مسیرهای پیامرسانی اختصاصیت و جهتمندی میبخشد؟
- چگونه سوئیچهای مولکولی و داربستها زمانبندی و مکان پیامرسانی را شکل میدهند؟
Key concepts
- چرخه سوئیچ مولکولی (GTPase)
- پیامرسانهای ثانویه و پیامرسانی لیپیدی
- دامنههای تعامل پروتئینی مدولار
- پروتئینهای داربستی و آداپتور
- تقویت و یکپارچهسازی سیگنال
- سازماندهی فضایی و زمانی پیامرسانی
Mechanisms
در پاییندست یک گیرنده فعالشده، سیگنالها از طریق چندین ابزار تکرارشونده منتشر میشوند. پروتئینهای سوئیچ متصلشونده به گوانین-نوکلئوتید بین حالتهای فعال (متصل به GTP) و غیرفعال (متصل به GDP) جابجا میشوند و به عنوان زمانسنج و تقویتکننده باینری عمل میکنند (Vetter & Wittinghofer, 2001). دامنههای تعاملی مدولار مانند دامنههای SH2، SH3 و PH، باقیماندههای فسفریلهشده یا لیپیدهای غشایی خاص را شناسایی میکنند و بدین ترتیب سیگنالها را به شرکای صحیح هدایت میکنند (Pawson & Nash, 2003). پروتئینهای آداپتور و داربست، که اغلب فاقد فعالیت کاتالیتیکی هستند، آنزیمها و سوبستراها را به صورت فیزیکی به هم متصل میکنند تا واکنشها در مکان و زمان مناسب رخ دهند و سازماندهی فضایی و زمانی مسیر را کنترل میکنند (Scott & Pawson, 2009). تیروزین کینازهای گیرندهای نشان میدهند که چگونه این عناصر با هم ترکیب میشوند تا یک پاسخ درونسلولی را آغاز و شکل دهند (Lemmon & Schlessinger, 2010).
Clinical relevance
بسیاری از اجزای این حوزه برای پیامرسانی رشد، تمایز و بقا حیاتی هستند و اختلال در تنظیم آنها در سرطان و سایر بیماریها مورد مطالعه قرار میگیرد. این مدخل منطق مولکولی این رلهها را به عنوان دانش مرجع توصیف میکند؛ راهنمایی تشخیصی یا درمانی ارائه نمیدهد.
Evidence & guidelines
این حوزه بر اساس ادبیات زیستشناسی سلولی مولکولی و ساختاری استوار است تا دستورالعملهای بالینی؛ بررسیهای ذکر شده و درمان استاندارد کتاب درسی (Alberts et al., 2015) مکانیسمهای اجماعی را خلاصه میکنند.
History
درک رلههای درونسلولی از کشف پیامرسانهای ثانویه در اواسط قرن بیستم، از طریق شناسایی پروتئینهای سوئیچ متصلشونده به GTP و پروتئین-تیروزین کینازها، تا شناسایی این موضوع در دهههای 1990 و 2000 که دامنههای تعاملی مدولار و داربستها پیامرسانی را در کمپلکسهای تعریفشده سازماندهی میکنند، رشد کرد (Pawson & Nash, 2003).
Key figures
- Tony Pawson
- Alfred Wittinghofer
- John D. Scott
- Joseph Schlessinger
Related topics
Seminal works
- vetter-2001
- pawson-2003
- scott-2009
Frequently asked questions
- تفاوت بین یک آنزیم پیامرسان و یک مولکول آداپتور چیست؟
- یک آنزیم پیامرسان یک واکنش بیوشیمیایی (به عنوان مثال فسفوریلاسیون) را کاتالیز میکند، در حالی که یک مولکول آداپتور هیچ فعالیت کاتالیتیکی ندارد و در عوض از دامنههای تعاملی برای اتصال فیزیکی شرکای پیامرسانی استفاده میکند.
- چرا پروتئینهای پیامرسان درونسلولی در خانوادهها سازماندهی میشوند؟
- گروهبندی آنها بر اساس عملکرد مشترک — سوئیچهای مولکولی، پیامرسانی لیپیدی، دامنههای تعاملی و داربستها — مکانیسمهای تکرارشوندهای را منعکس میکند که به مسیرها اختصاصیت، تقویت و کنترل فضایی میبخشد.