प्रोटीन डोमेन और सिग्नलिंग इंटरैक्शन

कोशिकाओं में सिग्नलिंग विशिष्टता बड़े पैमाने पर मॉड्यूलर प्रोटीन-इंटरैक्शन डोमेन से निर्मित होती है — सघन, स्वतंत्र रूप से मुड़ने वाली इकाइयाँ जैसे SH2, SH3, PTB, PH, और PDZ डोमेन — जो विशेष अनुक्रम रूपांकनों, पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों, या झिल्ली लिपिड को पहचानती हैं। इन डोमेन को मिलाकर, प्रोटीन को परिभाषित सिग्नलिंग नेटवर्क में जोड़ा जाता है।

Definition

एक सिग्नलिंग इंटरैक्शन डोमेन एक मॉड्यूलर, स्वतंत्र रूप से मुड़ने वाला प्रोटीन क्षेत्र है जो एक विशिष्ट बंधन इंटरैक्शन को मध्यस्थ करता है — एक परिभाषित पेप्टाइड रूपांकन, एक पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन, या एक झिल्ली लिपिड को पहचानता है — और इस प्रकार सिग्नलिंग प्रोटीन को पाथवे में जोड़ता है।

Scope

यह विषय मॉड्यूलर इंटरैक्शन डोमेन की अवधारणा, प्रमुख डोमेन परिवारों और प्रत्येक की पहचान, और डोमेन संयोजन कैसे सिग्नलिंग पाथवे की कनेक्टिविटी और विशिष्टता का निर्माण करते हैं, जिसमें रिसेप्टर टायरोसिन किनेज सिग्नलिंग एक कार्यशील उदाहरण के रूप में है, को शामिल करता है। यह एक यांत्रिक संदर्भ सामग्री है।

Core questions

• मॉड्यूलर डोमेन सिग्नल ट्रांसडक्शन की विशिष्टता कैसे उत्पन्न करते हैं?
• इंटरैक्शन डोमेन किस प्रकार के निशानों को पहचानते हैं?
• एक प्रोटीन में डोमेन का संयोजन एक सिग्नलिंग नेटवर्क को कैसे जोड़ता है?

Key concepts

• मॉड्यूलर इंटरैक्शन डोमेन
• SH2 डोमेन (फॉस्फोटायरोसिन पहचान)
• SH3 डोमेन (प्रोलाइन-समृद्ध रूपांकन पहचान)
• PTB डोमेन
• PH डोमेन (झिल्ली फॉस्फोइनोसाइटाइड बंधन)
• PDZ डोमेन (C-टर्मिनल रूपांकन पहचान)
• संयोजन डोमेन असेंबली और नेटवर्क कनेक्टिविटी

Mechanisms

कई सिग्नलिंग प्रोटीन छोटे इंटरैक्शन डोमेन के मोज़ेक होते हैं जो प्रत्येक एक परिभाषित लक्ष्य को बांधते हैं, ताकि समग्र प्रोटीन एक प्रोग्रामेबल कनेक्टर के रूप में व्यवहार करे। SH2 डोमेन विशिष्ट फॉस्फोटायरोसिन-युक्त रूपांकनों को पहचानते हैं और इस प्रकार सिग्नलिंग को टायरोसिन फॉस्फोराइलेशन से जोड़ते हैं; SH3 डोमेन प्रोलाइन-समृद्ध अनुक्रमों को बांधते हैं; PTB डोमेन फॉस्फोटायरोसिन और आसन्न अवशेषों को पढ़ते हैं; PH डोमेन प्रोटीन को झिल्ली में स्थानीयकृत करने के लिए विशेष झिल्ली फॉस्फोइनोसाइटाइड्स को बांधते हैं; और PDZ डोमेन पार्टनर प्रोटीन के कार्बोक्सी-टर्मिनल रूपांकनों को पहचानते हैं (Pawson & Nash, 2003)। क्योंकि ये डोमेन पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों को पढ़ते हैं, एक एंजाइम जो एक संशोधन जोड़ता या हटाता है, तेजी से यह पुनर्व्यवस्थित कर सकता है कि कौन से पार्टनर इकट्ठा होते हैं (Seet et al., 2006)। रिसेप्टर टायरोसिन किनेज तर्क को दर्शाते हैं: लिगैंड-प्रेरित ऑटोफॉस्फोराइलेशन फॉस्फोटायरोसिन डॉकिंग साइट्स बनाता है जो SH2- और PTB-डोमेन प्रोटीन को भर्ती करते हैं, एक डाउनस्ट्रीम सिग्नलिंग कॉम्प्लेक्स को न्यूक्लियेट करते हैं (Schlessinger, 2000; Lemmon & Schlessinger, 2010)।

Clinical relevance

इंटरैक्शन डोमेन यह परिभाषित करते हैं कि वृद्धि-कारक और अन्य सिग्नल कैसे प्रसारित होते हैं, और उत्परिवर्तन या असामान्य फॉस्फोराइलेशन जो डोमेन-मध्यस्थता बंधन को बदलते हैं, कैंसर सहित रोग संदर्भों में अध्ययन किए जाते हैं (Lemmon & Schlessinger, 2010)। यह प्रविष्टि इन बंधन सिद्धांतों को संदर्भ ज्ञान के रूप में वर्णित करती है, न कि नैदानिक मार्गदर्शन के रूप में।

Evidence & guidelines

यह विषय नैदानिक दिशानिर्देशों के बजाय मॉड्यूलर इंटरैक्शन डोमेन की सेल-सिग्नलिंग और संरचनात्मक-जीव विज्ञान समीक्षाओं (Pawson & Nash, 2003; Seet et al., 2006; Schlessinger, 2000; Lemmon & Schlessinger, 2010) पर आधारित है।

History

सिग्नलिंग प्रोटीन का मॉड्यूलर दृष्टिकोण 1980 के दशक के अंत और 1990 के दशक में SH2 और SH3 डोमेन के हस्तांतरणीय बंधन मॉड्यूल के रूप में मान्यता के साथ उभरा, जिससे एक सामान्य मॉडल सामने आया जिसमें सिग्नलिंग नेटवर्क इंटरैक्शन डोमेन के संयोजनों से इकट्ठे होते हैं (Pawson & Nash, 2003)।

Key figures

• Tony Pawson
• Joseph Schlessinger
• Mark Lemmon
• Ivan Dikic

Seminal works

• pawson-2003
• schlessinger-2000
• seet-2006

Frequently asked questions

एक SH2 डोमेन क्या पहचानता है?

एक SH2 डोमेन छोटे पेप्टाइड रूपांकनों को बांधता है जिनमें एक फॉस्फोराइलेटेड टायरोसिन होता है, जो इस बात का तरीका है कि यह सिग्नलिंग को टायरोसिन फॉस्फोराइलेशन घटनाओं से कैसे जोड़ता है।

इंटरैक्शन डोमेन को मॉड्यूलर क्यों कहा जाता है?

प्रत्येक डोमेन स्वतंत्र रूप से मुड़ता और कार्य करता है, इसलिए इसे कई प्रोटीन में अन्य डोमेन के साथ जोड़ा जा सकता है, जिससे कोशिकाएं सीमित पहचान इकाइयों के सेट से विविध सिग्नलिंग कनेक्शन बना सकती हैं।