अनुवाद-पश्चात संशोधन

अनुवाद-पश्चात संशोधन प्रोटीन के संश्लेषण के बाद उसमें किए गए सहसंयोजक रासायनिक परिवर्तन हैं। रासायनिक समूह (जैसे फॉस्फेट या शर्करा श्रृंखला) जोड़कर, अन्य प्रोटीन (जैसे यूबिक्विटिन) संलग्न करके, या श्रृंखला को विखंडित करके, कोशिका प्रोटीन की गतिविधि, स्थिरता, स्थान और अंतःक्रियाओं को बदल सकती है। ये संशोधन जीनोम द्वारा सीधे एन्कोड किए गए प्रोटीन की तुलना में प्रोटीओम की कार्यात्मक विविधता को बहुत बढ़ाते हैं।

Definition

अनुवाद-पश्चात संशोधन प्रोटीन के संश्लेषण के बाद उसके एंजाइम-उत्प्रेरित सहसंयोजक परिवर्तन हैं, जिसमें छोटे रासायनिक समूहों का जोड़, शर्करा या अन्य प्रोटीन का जुड़ाव, और प्रोटीयोलाइटिक विखंडन शामिल है, जो प्रोटीन की गतिविधि, स्थानीयकरण, स्थिरता और अंतःक्रियाओं को संशोधित करते हैं।

Scope

यह विषय अनुवाद-पश्चात संशोधन के मुख्य वर्गों को शामिल करता है, जिसमें फॉस्फोराइलेशन, ग्लाइकोसिलेशन, यूबिक्विटिनेशन, एसिटिलेशन, मेथिलिकरण, लिपिडेशन और प्रोटीयोलाइटिक प्रसंस्करण शामिल हैं, और वे प्रोटीन कार्य को कैसे नियंत्रित करते हैं। यह एक आणविक संदर्भ है और नैदानिक सलाह नहीं देता है।

Core questions

• जीन उत्पादों का एक निश्चित सेट प्रोटीन कार्यों की एक बहुत बड़ी श्रृंखला कैसे उत्पन्न कर सकता है?
• प्रोटीन में कौन से रासायनिक समूह जोड़े जाते हैं, और किन अमीनो एसिड में?
• प्रतिवर्ती संशोधन आणविक स्विच के रूप में कैसे कार्य करते हैं?
• एक संशोधन कोशिका के भीतर प्रोटीन के भाग्य को कैसे बदलता है?

Key concepts

• प्रोटीओम विविधीकरण
• फॉस्फोराइलेशन (किनेज और फॉस्फेटेज)
• ग्लाइकोसिलेशन (एन-लिंक्ड और ओ-लिंक्ड)
• यूबिक्विटिनेशन
• एसिटिलेशन और मेथिलिकरण
• लिपिडेशन
• प्रोटीयोलाइटिक प्रसंस्करण
• आणविक स्विच के रूप में प्रतिवर्ती संशोधन

Mechanisms

समर्पित एंजाइम विशिष्ट अमीनो-एसिड साइड चेन पर रासायनिक समूहों को जोड़ते या हटाते हैं। किनेज द्वारा फॉस्फोराइलेशन (और फॉस्फेटेज द्वारा हटाना) एक तेजी से प्रतिवर्ती स्विच प्रदान करता है जो गतिविधि और सिग्नलिंग को नियंत्रित करता है। ग्लाइकोसिलेशन शर्करा श्रृंखलाओं को जोड़ता है, मुख्य रूप से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम और गॉल्जी में, जो फोल्डिंग, स्थिरता और पहचान को आकार देता है (Varki, 1993)। यूबिक्विटिनेशन छोटे प्रोटीन यूबिक्विटिन को सब्सट्रेट्स पर संलग्न करता है ताकि उन्हें क्षरण सहित विभिन्न नियतियों के लिए चिह्नित किया जा सके (Hershko & Ciechanover, 1998)। एसिटिलेशन, मेथिलिकरण, लिपिडेशन और प्रोटीयोलाइटिक प्रसंस्करण गतिविधि, स्थानीयकरण और अंतःक्रियाओं को और अधिक समायोजित करते हैं, ताकि एक एकल जीन उत्पाद कई कार्यात्मक रूप से भिन्न रूपों में मौजूद हो सके (Walsh et al., 2005)।

Clinical relevance

क्योंकि फॉस्फोराइलेशन और यूबिक्विटिनेशन जैसे संशोधन सिग्नलिंग, वृद्धि और प्रोटीन टर्नओवर को नियंत्रित करते हैं, कई बीमारियों में उनके विनियमन का अध्ययन किया जाता है, और संशोधन-पहचानने वाले परख अनुसंधान और निदान में उपयोग किए जाते हैं। यह प्रविष्टि तंत्र और उनके सामान्य महत्व का वर्णन करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार के लिए एक मार्गदर्शिका नहीं है।

History

बीसवीं सदी के मध्य में प्रतिवर्ती प्रोटीन फॉस्फोराइलेशन की खोज, जिसे 1992 के फिजियोलॉजी या मेडिसिन के नोबेल पुरस्कार से मान्यता मिली, ने संशोधन को एक नियंत्रण तंत्र के रूप में स्थापित किया। ग्लाइकोसिलेशन और यूबिक्विटिन प्रणाली (Hershko & Ciechanover, 1998) के लक्षण वर्णन ने तस्वीर को व्यापक बनाया, और बाद में व्यवस्थित सर्वेक्षणों ने संशोधनों की पूर्ण रासायनिक विविधता को प्रोटीओम जटिलता के एक प्रमुख स्रोत के रूप में प्रस्तुत किया (Walsh et al., 2005)।

Key figures

• Christopher Walsh
• Edmond Fischer
• Edwin Krebs
• Aaron Ciechanover
• Avram Hershko

Seminal works

• walsh-2005
• hershko-1998

Frequently asked questions

यदि जीन पहले से ही प्रोटीन को निर्दिष्ट करता है तो अनुवाद-पश्चात संशोधन क्यों महत्वपूर्ण हैं?

जीन अमीनो-एसिड अनुक्रम को निर्दिष्ट करता है, लेकिन संशोधन यह बदलते हैं कि वह प्रोटीन क्या करता है, वह कहाँ जाता है, और वह कितने समय तक रहता है। वे एक जीन उत्पाद को कई कार्यात्मक रूप लेने और संकेतों पर तेजी से प्रतिक्रिया करने देते हैं।

क्या अनुवाद-पश्चात संशोधन स्थायी होते हैं?

कई प्रतिवर्ती होते हैं। उदाहरण के लिए, फॉस्फोराइलेशन को जोड़ा और हटाया जा सकता है, एक स्विच के रूप में कार्य करता है, जबकि अन्य जैसे प्रोटीयोलाइटिक विखंडन प्रतिवर्ती नहीं होते हैं।