Məlumat

Nukleotid nisbətinin sökülməsi üçün ATP

Nukleotid nisbətinin sökülməsi üçün ATP


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.

DNT-nin replikasiyasından əvvəl ipləri parçalamaqdan məsul olan DNT Helikaz fermenti nukleotidləri parçalamaq üçün ATP tələb edir. Bu sualı bir neçə professora vermişəm, onlar mənə dəqiq cavab verə bilmədilər. Sualım: ATP:nukleotid bağının qırılma nisbəti nədir? Başqa sözlə, helikaz vasitəsilə tək bir ATP-dən nə qədər nukleotid bağı qırıla bilər.


Bunun cavabı bəlkə də düşündüyünüz qədər sadə deyil, çünki qismən insan bədənində çoxlu müxtəlif spirallar var. ATP tələb etməyən bir helikazın bəzi passiv fəaliyyəti də var.

ATP-nin sadəcə helikazın translokasiyasında və ya faktiki açılmasında iştirak etdiyi dəqiq məlum deyil.

Bir RecQ helikası üçün E. coli, bir araşdırma tapdı ki, "Hər bir nukleotid üçün istehlak edilən 1,1 ± 0,2 ATP-nin müəyyən edilmiş sıx mexanikokimyəvi birləşməsi qurd tipli bir mexanizm olduğunu göstərir." Əlavə məlumat üçün baxın Sarlós et al. (2012).

Başqa bir araşdırma (Donmez və Patel, 2008) qeyd edir ki, "Hər ATP üçün orta hesabla 1 nt hərəkət edən PcrA (Dillingham et al, 2000) və UvrD (Tomko et al, 2007) kimi halqavari olmayan spirallarla müqayisədə hidrolizə məruz qalan halqavari T7 helikazı yanacağa üç dəfə daha qənaətlidir”. Bu, bir az fərqliliyin necə ola biləcəyini göstərir.

Aşağı xətt - barmaqlarınızla ATP başına bir helikazla açılan nukleotidlərin sayını hesablaya bilərsiniz.


Adenin nukleotid translokatoru

Adenin nukleotid translokatoru (ANT), kimi də tanınır ADP/ATP translokasiyası (ANT), ADP/ATP daşıyıcı protein (AAC) və ya mitoxondrial ADP/ATP daşıyıcısı, daxili mitoxondrial membran boyunca sərbəst ATP ilə sərbəst ADP mübadiləsi aparır. [1] [2] ANT daxili mitoxondrial membranda ən bol olan zülaldır və mitoxondrial daşıyıcı ailəsinə aiddir. [3]

Sərbəst ADP sitoplazmadan mitoxondrial matrisə, oksidləşdirici fosforlaşma nəticəsində əmələ gələn ATP isə mitoxondrial matrisadan sitoplazmaya daşınır və bununla da hüceyrələri əsas enerji valyutası ilə təmin edir. [4] ADP/ATP translokazları eukariotlara xasdır və eukariogenez zamanı təkamülləşdiyi güman edilir. [5] İnsan hüceyrələri dörd ADP/ATP translokazını ifadə edir: SLC25A4, SLC25A5, SLC25A6 və SLC25A31, daxili mitoxondrial membranda zülalın 10%-dən çoxunu təşkil edir. [6] Bu zülallar mitoxondrial daşıyıcı superfamily altında təsnif edilir.


Şəxsi elmi, tədqiqat və təhsil məqsədləriniz üçün bu məqaləni yükləyin və çap edin.

Tək bir buraxılış alın Elm cəmi 15 ABŞ dolları üçün.

Elm

Cild 331, Buraxılış 6014
14 yanvar 2011-ci il

Məqalə Alətləri

Bu məqalə üçün xəbərdarlıq əlavə etmək üçün daxil olun.

Michael J. Rust, Susan S. Golden, Erin K. O'Shea tərəfindən

Elm 14 Yanvar 2011: 220-223

Siyanobakteriyaların sirkadiyalı saat komponentləri adenin nukleotidləri ilə qarşılıqlı təsir vasitəsilə hüceyrənin metabolik statusu ilə birbaşa əlaqələndirilir.


Nukleotid nümunələri

Adenin

Adenin, azotlu əsasların iki ailəsindən biri olan purindir. Purinlər iki halqalı bir quruluşa malikdir. DNT-də adenin timinlə birləşir. RNT-də adenin urasillə birləşir. Adenozin trifosfat, əvvəllər müzakirə edildiyi kimi, adenin nukleotidini əsas kimi istifadə edir. Oradan üç fosfat qrupu əlavə edilə bilər. Bu, bağlarda böyük miqdarda enerji saxlamağa imkan verir. Şəkər-fosfat onurğasının çox güclü olması ilə eyni səbəbdən ATP-dəki bağlar da var. Enerjini sərbəst buraxmaq üçün əmələ gələn xüsusi fermentlərlə birləşdirildikdə, digər reaksiyalara və molekullara ötürülə bilər.

Quanin

Adenin kimi, guanin də purin nukleotiddir, ikiqat halqaya malikdir. Həm DNT, həm də RNT-də sitozinlə birləşir. Yuxarıdakı şəkildə göründüyü kimi, guanin üç hidrogen bağı vasitəsilə sitozinə bağlanır. Bu, sitozin-guanin bağını yalnız iki hidrogen bağı meydana gətirən timin-adenin bağından bir qədər güclü edir.

Sitozin

Pirimidinlər nukleotidlərin digər sinfidir. Sitozin bir pirimidin nukleotididir, onun strukturunda yalnız bir halqa var. Sitozin həm DNT, həm də RNT-də guaninlə birləşir. Nukleotid guanin ilə bağlanaraq, ikisi güclü bir cüt yaradır.

Timin

Nukleotid sitozin kimi, timin də bir pirimidin nukleotiddir və bir halqaya malikdir. DNT-də adeninlə birləşir. RNT-də timin tapılmır. DNT-də adeninlə yalnız iki hidrogen bağı meydana gətirir və onları daha zəif cüt edir.

Urasil

Urasil də pirimidindir. DNT-dən RNT-yə transkripsiya zamanı urasil timin normal olaraq gedə biləcəyi hər yerə yerləşdirilir. Bunun səbəbi tam başa düşülməmişdir, baxmayaraq ki, urasilin bəzi fərqli üstünlükləri və mənfi cəhətləri var. Çox canlılar DNT-də urasildən istifadə etmir, çünki o, qısa ömürlüdür və sitozinə parçalana bilər. Bununla birlikdə, RNT-də urasil üstünlük verilən nukleotiddir, çünki RNT də qısa ömürlü bir molekuldur.


Meiosis də DSB-ləri əhatə edir

I meyozda homoloji xromosomlar arasında rekombinasiya həmçinin DSB-lərin əmələ gəlməsini və onların təmirini nəzərdə tutur. Buna görə də bu prosesdə eyni fermentlərdən istifadə edilməsi təəccüblü deyil.

Homoloji ardıcıllıqların düzülməsi ilə Meiosis I zədələnmiş DNT-ni, yəni mutasiyaları bərpa etmək üçün bir mexanizm təmin edir. əslində, bir çox bioloqlar cinsiyyətin əsas funksiyasının genomun bütövlüyünü qorumaq üçün bu mexanizmi təmin etmək olduğunu düşünürlər.

Ancaq insan Y xromosomunda olan genlərin çoxunun X xromosomunda qarşılığı yoxdur və buna görə də bu təmir mexanizmindən faydalana bilmir. Onlar bu problemi eyni genin çoxsaylı nüsxələrini və əks istiqamətlərə yönəldərək həll edirlər. Araya girən DNT-nin dövrələnməsi dublikatları bir araya gətirir və homoloji rekombinasiya ilə təmirə imkan verir.


Filament uclarında nukleotid halları ilə aktinin polimerləşməsi və depolimerləşməsi

Polimerləşmə aktinə bağlı ATP-nin hidrolizinə səbəb olur, ardınca γ-fosfat buraxılır ki, bu da aktin filamentlərinin ADP-G-aktinə sökülməsinə kömək edir. Aktin yığılması və ATP hidrolizi arasındakı bu əlaqənin mexaniki anlaşılması bir çox onilliklər ərzində biokimya və struktur biologiyada intensiv tədqiqatların obyekti olmuşdur. Aktin polimerləşməsi və depolimerləşməsi yalnız tikanlı və ya uclu uclarda baş versə də və kinetik və tarazlıq xassələri bir-birindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olsa da, onların xassələrini səciyyələndirmək toplu analizlərlə çətindir, çünki bu analizlər məhluldakı bütün aktin filamentlərinin orta göstəricisini bildirir. və buna görə də ayrı-ayrı aktin filamentlərinin xüsusiyyətlərini ayırd edə bilmirlər. Aktin polimerləşməsi və hidrolizinin biokimyəvi tədqiqatlarına aktin filamentlərinin bu xas xüsusiyyətləri mane oldu. Ümumi daxili əks flüoresan (TIRF) mikroskopiyası tək aktin filamentlərini müşahidə etməklə bu problemi aradan qaldırdı. TIRF ilə biz indi bilirik ki, hər bir ucun fərqli xüsusiyyətlərə malik olması ilə yanaşı, həm də γ-fosfatın buraxılma sürəti aktin filamentlərinin daxili hissəsindən çox terminallardan daha sürətlidir. Latrunculin A bağlandıqda aktin filamentinin uclarından γ-fosfatın ayrılması sürəti daha da sürətlənir. Bu tapıntılar filamentin daxili hissəsindəki aktin molekulları ilə filamentin hər iki ucunda olanlar arasındakı struktur fərqlərinin həllinin vacibliyini vurğulayır. Bu icmal işıq mikroskopiyası altında aktin filamentlərinin müşahidə tarixini, aktin filamentinin sonunda ATP hidrolizinin dinamik xassələrinin icmalını və γ-fosfat buraxılmasının struktur görünüşlərini təqdim edir.

Bu, abunə məzmununun, qurumunuz vasitəsilə girişin önizləməsidir.


Giriş

Membran fermenti FoF1-ATP sintaza, hüceyrə "enerji valyutası" adenozin trifosfat ATP-nin çoxunu istehsal edən hər yerdə yayılmış protein maşınıdır. Ferment bakteriyaların plazma membranında, xloroplastların tilakoid membranında və mitoxondriyanın daxili membranında işləyir. ADP və P-nin çevrilməsini həyata keçirmək üçün proton (və ya bəzi orqanizmlərdə Na +) konsentrasiya fərqi və membran boyunca elektrik potensialından ibarət proton-hərəkətverici qüvvə (1) ilə təchiz edilmişdir.i ATP-yə daxil olur.

1980-ci illərin əvvəllərində Paul Boyer, F-nin üç katalitik nukleotid bağlanma yerindən hər birində fərqli katalitik addımların necə baş verməsi kimi motora bənzər alt bölmənin fırlanmasını nəzərdə tuturdu.1 F hissəsioF1-ATP sintazı "nəzarət alt bölməsi nüvəsi" ilə sinxronlaşdırıldı (2, 3). Bu, F1 hissədə üç katalitik aktiv üstəgəl nukleotidlər üçün, yəni ATP, ADP və ya P üçün katalitik olmayan üç bağlanma yeri var.i. F1 hissəsi Escherichia coli ferment ATP-ni ADP və P-yə hidroliz edə biliri Mg 2+ varlığında, substoixiometrikdən yüksək ATP konsentrasiyalarına qədər dərəcələrin 10 5 dəfə artması ilə ((4)-də nəzərdən keçirilir). ATP hidroliz dərəcələri üçün bu güclü müsbət əməkdaşlıq üç katalitik nukleotid bağlayan yerin “dairəvi kataliz” rejimi ilə izah olunurdu (“məcburi dəyişiklik mexanizmlərini” dəstəkləyən 65 eksperimental tapıntının siyahısı (5-də ümumiləşdirilmiş)). ilk yüksək rezolyusiyaya malik mitoxondrial F.-nin atom quruluşu1 1994-cü ildə John Walker və iş yoldaşları tərəfindən iribuynuzlu ürəkdən məlumat verilmişdir (6).

Mitoxondrial F-nin bu rentgen quruluşu1 Alternativ olaraq heksamerik halqada düzülmüş üç α- və üç β-alt bölməni və ortada yerləşən γ-alt bölməsini göstərdi. Üç katalitik sahənin hər birində nukleotidlərin tərkibi, eləcə də əsasən bu yerləri təşkil edən üç β-alt bölmənin konformasiyaları fərqli idi. Mərkəzi γ-alt bölməsi hər üç β-alt bölməsinə böyük təmas səthləri ilə asimmetrik bir quruluş göstərdi. Məlum oldu ki, γ-nin oriyentasiyası β-uyğunluğu və müvafiq nukleotid bağlayan yerin məzmunu ilə ciddi şəkildə bağlıdır. Buna görə də, struktur "məcburi dəyişiklik mexanizmi" və fırlanan γ-alt bölmə hərəkətini dəstəkləmək üçün şərh edilmişdir. Daha sonra 1997-ci ildə kimya üzrə Nobel mükafatı hər iki alimə (həmçinin Na+/K+ nasosunu təyin etdiyinə görə Jens Skou) verildi.

Kataliz zamanı γ-alt bölmənin fırlanmasını aşkar etmək üçün spektroskopik yanaşmalar dərhal işlənib hazırlanmışdır. Thomas Duncan və Richard Cross (7, 8) radioaktiv işarəli alt bölmələrin geri çevrilə bilən biokimyəvi çarpaz bağlanmasından istifadə etdilər. E. coli F1 γ-alt bölmənin oriyentasiyasının həm ATP hidrolizi, həm də ATP sintezi zamanı bir işarələnmiş β-alt bölməsinə münasibətdə dəyişdiyini göstərmək. Wolfgang Junge və iş yoldaşları (9) immobilizasiya olunmuş xloroplast F-nin γ-alt bölməsinə qoşulmuş flüorofordan istifadə etdilər.1. Anizotropik fotoağartmadan (9) sonra ATP-nin iştirakı ilə qütbləşmiş absorbansın bərpası flüoresanla işarələnmiş γ-alt bölmənin hidrolizlə bağlı fırlanma oriyentasiyasını göstərdi.

F-də alt bölmələrin düzülüşüoF1-ATP sintaza mahiyyətcə asimmetrikdir. Bakterial fermentdən E. coli 10 membrana daxil edilmiş halqa ilə mərkəzi əlaqə kimi təkcə γ və ε-nin fırlanan alt bölmələrini ehtiva etmir. c- F-nin alt bölmələrio hissə, həm də F-nin δ-alt bölməsi tərəfindən qurulan tək periferik əlaqə1 və dimerik b2 üstəlik a- F-nin alt bölmələrio. Təcrübələrin dayandırılmış axını ilə fırlanmaya nəzarət etmək üçün sual yaranır ki, fırlanan alt bölmələrin bu fərqli istiqamətlərini fermentin bu periferik dönməyən hissələri ilə necə sinxronlaşdırmaq olar? Buna nail olmaq mümkün olmadığı üçün bir anda bir molekulun monitorinqinin faydaları göz qabağındadır. Əsasən, tək bir fermenti uzun müddət müşahidə etmək istəyir ki, katalitik dövr ərzində ardıcıl olaraq baş verən bütün konformasiyalar müəyyən edilsin və onlar arasındakı keçidlər xarakterizə olunsun.


6 Xülasə, Perspektiv və Görünüş

Xülasə, ATP-yə cavab verən və ATP-yanacaqla işləyən öz-özünə yığılan sistemlərin və materialların inkişafı ATP-nin bioloji aktuallığına əsaslanaraq yüksək motivasiyaya malikdir. ATP müxtəlif metabolik prosesləri tənzimləmək və aktiv sistemləri təmin etmək üçün bioloji sistemlərdə geniş istifadə olunur. Nümunələr kimyəvi sintezlərdə istifadəsi, kimyəvi xəbərçi kimi əhəmiyyəti, dinamik sitoskeletin qurulması, molekulyar mühərriklərdən istifadə edərək daşınması, sinir impulslarının yayılması və əzələlərin daralmasıdır. [1-3, 204-208] O, həmçinin sitozolun daxilində və xaricində aydın şəkildə fərqli konsentrasiyalara malikdir və xərçəng kimi bədxassəli toxumalar, hüceyrə və xəstəliyin hədəflənməsi üçün müvafiq qapıları açan daha yüksək ATP səviyyələrini nümayiş etdirir.

Yuxarıda müzakirə edilən bütün sistemlər ATP-ni inteqrasiya etmək üçün ümumi prinsipləri bölüşür: Ya ATP birgə yığılan komponent kimi istifadə olunur, ya da onun kimyəvi enerjisi (və bəzən onun strukturunun hissələri) tetikleyici öz-özünə yığılan sistemlərə ötürülür. Tamamilə aydındır ki, birgə montaj sistemlərində seçicilik əsas məsələ olaraq qalır. Şübhəsiz ki, reseptor vahidlərinin layihələndirilməsi baxımından supramolekulyar kimya sahəsində son dərəcə mükəmməl yanaşmalar var və həmçinin DNT/RNT aptamer sahəsi cəlbedici vahidlər təmin edir, lakin AXP və ya XTP-lərə nisbətən ATP-yə qarşı seçicilik məhdud olaraq qalır və bəzi hissələrdə spesifik olaraq məlumat verilmir. sistemləri. Bu, supramolekulyar kimya sahəsindən daha mükəmməl reseptor vahidlərinin dizaynını tələb edir və həmçinin, DNT/RNT aptamer sahələri əsasən selektivlik baxımından optimallaşdırma tapa bilən nisbətən köhnə ardıcıllığa əsaslanır. Həll edilməmiş problemlərdən biri də digər növ nukleozid trifosfatların tanınması və idarə olunması istiqamətində düşünməkdir ki, GTP-yə cavab verən və yanacaqla işləyən öz-özünə yığılmalar əldə oluna bilsin. Uzunmüddətli perspektivdə bu, ATP və GTP-yə ayrıca cavab verən ortoqonal in vivo öz-özünə birləşmələri təmin edə bilər. Bu kontekstdə, ATP-yə cavab verən dərman daşıyıcılarının çoxunun hüceyrə xətləri ilə in vitro şəraitdə fəaliyyət göstərdiyini başa düşmək də aktualdır, bu, həvəsləndiricidir, lakin növbəti problem onları in vivo şəraitə çevirmək olacaq.

Öz-özünə yığılan sistemlərdə ATP-nin ən seçici “tanınması” və idarə edilməsi ATP təmin edən, kimyəvi reaksiyalar üçün ATP istifadə edən və ya ATP-ni parçalayan fermentlərdən istifadə etməklə əldə edilə bilər. Əsas üstünlük ondan ibarətdir ki, bu biokatalizatorlar reaksiya sürətlərinə və sistemdə ATP-dən necə istifadə olunduğuna mükəmməl nəzarət etməyə imkan verir. Fermentlərin tandemdə və ya antaqonist rejimdə işləməsi üçün bir neçə olduqca mürəkkəb strategiya hazırlanmışdır. Bununla belə, ATP istehlak edən enzimatik reaksiyalar da substratlara qarşı yüksək seçicilik nümayiş etdirir, yəni bu, digər öz-özünə yığılan strukturları hədəfləmək üçün mümkün tikinti bloku sahəsini məhdudlaşdıra bilər. Tənqidi olaraq, bir çox hallarda fermentlərin uzunömürlülüyü və ya inhibisyonu naməlum amildir və bufer və özünü yığma sistemindən asılı olaraq dəyişə bilər və partiyadan partiyaya və istehsalçıya görə dəyişmələr naməlum amillərdir. Şübhəsiz ki, bu problemin universal həlli yoxdur və sistemlərinin möhkəmliyini təmin etmək və bu mövzuda məlumatları ideal şəkildə müzakirə etmək tədqiqat qruplarının öhdəsindədir. İn vivo sistemlərdə tətbiqlərə gəldikdə, aydındır ki, düzgün fermentlər həmişə hədəflənmiş davranış üçün uyğun konsentrasiyalarda mövcud olmaya bilər, buna görə də belə sistemlər hazırda mürəkkəb kimyəvi sistemlər üçün inkişaflar üçün ən yüksək aktuallıq kəsb edir.

Avtonom əməliyyatlarının dərəcəsinə və sistemin mürəkkəbliyinə görə, onları ATP-tətikləyən biristiqamətli özünüquraşdırmalar, əks-tətikləmə vasitəçiliyi ilə geri dönən öz-özünə montajlar və daxildə quraşdırılmış deaktivasiya prosesləri ilə icazə verilən ATP-yanacaqla işləyən avtonom sistemlər kimi təsnif etmək olar. İndiyə qədər demək olar ki, bütün geri dönən proseslər ATP-ni parçalamaq və ya ATP-nin istifadəsi nəticəsində yaranan bəzi kimyəvi qrupları parçalamaq üçün fermentlərin istifadəsini əhatə edir. Aydındır ki, avtonom sistemlərin dizaynına və bioloji aktin və mikrotubul sistemlərinə potensial olaraq yaxınlaşmaq üçün bir perspektiv olaraq, hidrolizin baş verdiyi aktində və kimyəvi yanacağın bağlayıcı cibində olduğu kimi ATPaz fəaliyyətini həyata keçirmək lazımdır. .

Avtonom sistemlərin dizaynı üçün ATP-yanacaqla işləyən sistemlər qeyri-tarazlıq öz-özünə birləşmələrin yaranan və çox aktiv sahəsinə aiddir. [ 42, 81, 84, 88, 200 ] Müxtəlif yanaşmaların bütün fərqlərinin təfərrüatı bu icmalın mərkəzi hissəsi olmasa da, bəzi əsaslarına işarə etmək vacibdir. Yığılmış strukturlarda ATP-nin necə saxlandığını və istifadə edildiyini ayırd edərək, iki əsas növ ATP yanacaqla idarə olunan öz-özünə yığılması işlənib hazırlanmışdır. [180, 181] Birinci halda, yanacağın tullantıya çevrilməsi nə monomerləri, nə də birləşmələri əhatə etmir və ATP əlavə edilmiş ferment tərəfindən birbaşa hidroliz olunur. ATP daha çox aktiv mühit yaratmaq üçün bir siqnal kimi istifadə olunur, onun müvəqqəti deqradasiyası dəqiq təşkil edilir. İkinci halda, ATP istehlakı öz-özünə yığılan molekullar (aktiv strukturlar) vasitəsilə, əsasən enerjisini ötürmək üçün bəzi kovalent proseslər vasitəsilə idarə olunur. Hər iki yanaşmanın üstünlükləri və mənfi cəhətləri var və hələ də həll edilməli olan bir çox problem var. Birinci yanaşma, ATP-ə cavab verən birgə birləşmələrə əsaslanan proqramlaşdırıla bilən xidmət müddətlərinə asan giriş imkanı verir. Bununla belə, ATP həddindən artıq olduğundan və ATP-nin deqradasiyası həll olunmuş ATP-yə əsasən baş verdiyindən, sitoskeletona bənzər mürəkkəb struktur dinamikaları gözlənilməyə bilər. İkinci yanaşma çox vaxt fərdi molekulyar birləşmə vahidləri üçün diqqətlə seçilməli olan daha spesifik enzimatik sistemlərə əsaslanır. Proqramlaşdırıla bilən xidmət müddətlərinə çıxışla yanaşı, bu cür sistemlər həm də prinsipcə ATP ilə idarə olunan sabit vəziyyətdə struktur dinamikaya çıxışı təklif edir, çünki enerjinin alınması və enerjinin yayılması eyni vaxtda baş verir və struktur yaradan bölmələrin modifikasiyası ilə əlaqələndirilir. Bununla belə, bu enerjili hadisələr struktur dinamikanı (məsələn, axına bənzər mübadilə və ya qeyri-sabitliklər kimi) həyata keçirmək üçün məhdud və ya mükəmməl uyğunlaşdırılmış kinetik ofsetlər tələb edən struktur keçidlərin kinetikası ilə əlaqələndirilməlidir. Bu struktur dinamikasını başa düşmək çox vaxt çətin eksperimental yoxlama tələb edir. Bütün bu hallarda, bu muxtar sistem yanaşmaları getdikcə daha çox sistem kimyası sahəsinə yönəldilir. Enzimatik reaksiya şəbəkələrinin möhkəmliyinin artırılması və tikinti bloklarının birləşmələri və artan əks əlaqə dövrələrindən istifadə etməklə onların davranışının şaxələndirilməsi mürəkkəb sistemlərdə gələcək tədqiqat səyləri üçün geniş imkanlar yaradır. Eyni şey, məkan-zaman təşkilatının yaranmasına səbəb olmaq üçün enerji yayan varlıqların əlaqələndirilmiş qarşılıqlı təsirindən yaranan kollektiv xüsusiyyətlərə də aiddir.

Bütövlükdə, ATP-dən qaynaqlanan və ATP-yanacaqla işləyən öz-özünə yığılan sistemlər təbiətdə olan ATP-vasitəçili metabolik proseslərlə bağlı hələ də nisbətən sadədir. ATP-yanacaqlı qeyri-tarazlıq öz-özünə yığılmasının inkişafı ATP-yə cavab verən sistemlərə qarşı daha klassik yanaşmalarla müqayisədə daha erkən mərhələdədir. Bununla belə, aydındır ki, hər iki sinif - ATP cavab verən sistemlər və ATP-yanacaqla işləyən sistemlər - dəqiqliklə hazırlanmış molekulyar sistemlərə əsaslanaraq, bioloji sistemlərlə qarşılıqlı əlaqədə böyük vədlər verir. Bu, qısa müddətdə ağıllı ATP-ya cavab verən dərman daşıyıcılarına və ya biomateriallara və ya uzunmüddətli perspektivdə bioloji sistemin təmin etdiyi enerjidən istifadə edərək iş yarada və funksiyaları yerinə yetirə bilən ATP-yağlayıcı aktiv maddə tipli implantlara aid ola bilər. ATP-ni biologiyanın enerji və siqnal valyutası kimi daha yaxşı başa düşmək və bu prinsipləri sintetik materiallara tətbiq etmək, uzunmüddətli perspektivdə sırf canlı sistemlər və sırf sintetik materiallar arasındakı fərqi aradan qaldırmaq üçün zəruri alətlər qutusunu təmin edəcək. bioloji yanacaqlara və siqnallara əsaslanan bioloji sistemlərlə əlaqə saxlamaq, reaksiya vermək və qarşılıqlı əlaqə qurmaq.


GİRİŞ

Lizosoma yönəlmiş bir çox endosom yükləri multivezikulyar cisimlərin (MVB) əmələ gəlməsi zamanı əlavə çeşidlənmə səviyyəsinə məruz qalır (Slagsvold). və b., 2006 Piper və Luzio, 2007 Raiborg və Stenmark, 2009). MVB çeşidləməsindəki qüsurlar normal olaraq bu yol vasitəsilə deqradasiyaya yönəlmiş yükləri stabilləşdirir və MVB-yə daxil ola bilməyən aktivləşdirilmiş böyümə faktoru reseptorlarının uzun müddət siqnalı ilə nəticələnə bilər (Gruenberg və Stenmark, 2004 Slagsvold). və b., 2006 Tanaka və b., 2008 Stuffers və b., 2009). MVB çeşidlənməsi eukariotlarda, eləcə də bu reaksiya üçün məsul olan hüceyrə mexanizmində qorunur: nəqliyyat üçün tələb olunan endosomal çeşidləmə kompleksləri (ESCRTs) və əlaqəli zülallar (Piper və Katzmann, 2007 Hurley, 2008 Daviesdə nəzərdən keçirilmişdir. və b., 2009 Raiborg və Stenmark, 2009). ESCRT-0, -I, -II və -III və əlaqəli zülallar MVB çeşidlənməsi zamanı yük seçimi və membran deformasiyasını həyata keçirir. ESCRT aparatı, həmçinin sitokinez zamanı zərflənmiş virusların qönçələnməsi və membranın abssizasiyası da daxil olmaqla, topoloji cəhətdən oxşar membran deformasiya hadisələrinə kömək edir (Morita və Sundquist, 2004 Carlton və Martin-Serrano, 2007 Morita və b., 2007 Carlton və b., 2008 Lee və b., 2008). Beləliklə, ESCRT vasitəsi ilə membran deformasiyası hüceyrə fiziologiyasına müxtəlif səviyyələrdə təsir göstərir.

ESCRT-III ESCRT-lər arasında unikaldır ki, onun membranın seçilməsi və yığılması üst-üstə düşür (Katzmann) və b., 2001 Babst və b., 2002a Babst və b., 2002b Bilodeau və b., 2003). Maya ESCRT-III MVB çeşidlənməsi üçün vacib olan dörd əsas alt bölmədən (Vps20, Snf7, Vps24 və Vps2) və lazımsız şəkildə fəaliyyət göstərən üç köməkçi alt bölmədən (Did2, Ist1 və Vps60) ibarətdir (Babst). və b., 2002a Dimaano və b., 2008 Rue və b., 2008 Bajorek və b., 2009b Xiao və b., 2009). Baxmayaraq ki, ESCRT-III alt bölmələri qorunmuş əsas üçüncü quruluşa malikdir (Muziol və b., 2006 Bajorek və b., 2009b Xiao və b., 2009), onlar karboksil sonlarında divergensiya nümayiş etdirirlər və ESCRT-III-ə unikal funksiyalar qatdıqları görünür.

Genetik və biokimyəvi dəlillər ESCRT-III alt bölmələrinin bir polimerə müvəqqəti cəlb edilməsini və yığılmasını dəstəkləyir, fibril forma almağı təklif edir (Babst). və b., 2002a Qazi-Təbatəbai və b., 2008 Hanson və b., 2008-ci il və b., 2008 Teis və b., 2008 Saksena və b., 2009). Əsas ESCRT-III alt bölmələrinin nəhəng birqatlı veziküllərə in vitro əlavə edilməsi ESCRT-III-nin ILV əmələ gəlməsini sürətləndirə biləcəyini göstərdi, lakin davamlı ILV formalaşması təkrarlanan ESCRT-III funksiyasını təmin etmək üçün Vps4 əlavəsini tələb etdi (Wollert və b., 2009). In vivo tədqiqatlar Vps4-ün ESCRT-III-nin sökülməsində vasitəçilik rolunu göstərmişdir, lakin ILV-nin formalaşması zamanı Vps4 və ESCRT-III-ün dəqiq rolları başa düşülmür (Davies və b., 2009 Hanson və b., 2009). Vps4, ESCRT-III (Babst) ilə birləşən amin-terminal Mikrotubula Qarşılıqlı Təsir və Trafik (MIT) domenini ehtiva edən tip 1 AAA-ATPasedir. və b., 1997 Scott və b., 2005a Scott və b., 2005b Obita və b., 2007 Stuchell-Brereton və b., 2007 Kieffer və b., 2008). Vps4-ün ATPaz dövrünə membranla əlaqəli ESCRT-III polimerləri ilə qarşılıqlı təsirin təsiri təklif edilmişdir: ESCRT-III bağlanması Vps4 oliqomerləşməsini asanlaşdırır və Vps4 ATP hidrolizini stimullaşdırır və ATP hidrolizinin həm Vps4 oliqomerinin dissosiasiyasına, həm də ESCRT-nin dissosiasiyasına səbəb olması təklif edilmişdir. III sökülməsi, ESCRT-III alt bölmələrinin sitoplazmaya buraxılması (Babst və b., 1997 Babst və b., 1998 Scott və b., 2005a Landsberg və b., 2009). Bununla belə, alternativ bir model, Vps4 kofaktoru Vta1-in oliqomerləşməni təşviq edən fəaliyyəti, Vps4 mərkəzi məsaməsinin mutasiyası və digər AAA-ATPazalara bənzətmə ilə təklif edildiyi kimi, ESCRT-III sökülməsi zamanı Vps4-ün sabit oliqomer kimi fəaliyyət göstərməsini təklif etmişdir. (Skott və b., 2005a Əzmi və b., 2006 White and Lauring, 2007 Gonciarz və b., 2008 Yu və b., 2008 Landsberg və b., 2009). ESCRT-III-nin Vps4-ün sökülməsi MVB-nin çeşidlənməsində kritik rol oynasa da, Vps4-ün ESCRT-III-i sökmə mexanizmi və ESCRT-III montajının və Vps4-vasitəçiliyi ilə sökülmənin əlaqələndirilməsinin vasitələri aydın deyil.

ESCRT-III-in sökülməsində Vps4-ün rolunu başa düşmək üçün ESCRT-III və Vps4 töhfələrini xarakterizə etmək üçün in vitro sistem hazırlanmışdır. Bu sistem, ESCRT-III-nin Vps4 sökülməsini yoxlamaq üçün istifadəsini təsdiq edərək, mayada aparılan təcrübələrin müşahidələrini təkrarladı. Təhlillərimiz göstərdi ki, Vps4 oliqomerində razılaşdırılmış hidroliz tələb olunmur və bütün alt bölmələr eyni zamanda MIT domenləri vasitəsilə ESCRT-III-ə qoşulmalıdır. Bununla belə, ATP (Vps4 E233Q) hidroliz etməyə qadir olmayan tam uzunluqlu Vps4 alt bölmələrinin birləşdirilməsi Vps4 vasitəçiliyi ilə ESCRT-III-nin sökülməsini pozdu, MIT domeni vasitəsilə ESCRT-III bağlanması və Vps4 o subunit səviyyəsində ATP hidrolizi arasında koordinasiyanı aşkar etdi. Bu nəticələr daha sonra onu göstərir ki, Vps4 ESCRT-III polimerinin prosessual şəkildə sökülməsini asanlaşdırmaq üçün fərdi ESCRT-III alt bölmələrinə təsir edən sabit oliqomer kimi fəaliyyət göstərə bilər.


İstinadlar

Somlyai G, Jancso G, Jakli G, Vass K, Barna B, Lakics V, Gaal T: Təbii olaraq meydana gələn deuterium hüceyrələrin normal böyümə sürəti üçün vacibdir. FEBS Lett. 1993, 317: 1-4. 10.1016/0014-5793(93)81479-J.

Budavar S, O'Neil MJ, Smith A, Heckelman PE: The Merck Index. 1989, Merck & Co., Inc., Rahway, New Jersey, 11

Elston T, Wang H, Oster G: ATP sintazında enerji ötürülməsi. Təbiət. 1998, 391: 510-513. 10.1038/35185.

Aksimentiev A, Balabin IA, Fillingame RH, Schulten K: ATP sintazasının Fo sektorunda fırlanmanın molekulyar mexanizminə dair fikirlər. Biophys J. 2004, 86: 1332-1344.

Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L: Biochemistry. 2002, Friman, Nyu-York, 5

Rastogi VK, Girvin ME: ATP sintazasının c alt bölməsi ilə proton translokasiyası ilə əlaqəli struktur dəyişiklikləri. Təbiət. 1999, 402: 263-268. 10.1038/46224.

Jones PC, Jiang W, Fillingame RH: Escherichia coli F-nin Membran Sektorunda H + köçürən Alt Birim c-nin Çoxkopiyasının təşkili1F0 ATP sintaza. J Biol Chem. 1998, 273: 17178-17185. 10.1074/jbc.273.27.17178.

DeCoursey TE, Cherny VV: Deuterium izotopunun siçovulların alveol epitelində proton kanallarının nüfuz etməsinə və qapılmasına təsiri. J Gen Physiol. 1997, 109: 415-434. 10.1085/jgp.109.4.415.

Assadi-Porter FM, Fillingame RH: F1F0 H(+)-ATP sintazasının c alt vahidinin proton-translokasiya edən karboksili: 1H NMR ilə müəyyən edilən pKa tərəfindən təklif olunan unikal mühit. Biokimya. 1995, 34: 16186-16193. 10.1021/bi00049a034.

Rivera-Torres IO, Krueger-Koplin RD, Hicks DB, Cahill SM, Krulwich TA, Girvin ME: əsas Glu54-ün pKa və qələvi basildən H+ ilə birləşmiş F1F0 ATP sintazasından c alt bölməsi üçün onurğa sümüyünün konformasiyası. FEBS Lett. 2004, 575: 131-135. 10.1016/j.febslet.2004.08.049.

Feniouk BA, Kozlova MA, Knorre DA, Cherepanov DA, Mulkidjanian AY, Junge W: ATP Sintazasının protonla idarə olunan rotoru: Ohmik keçiricilik (10 fS) və gərginlik keçidinin olmaması. Biophys J. 2004, 86: 4094-4109. 10.1529/biophysj.103.036962.

Ezaki J, Wolfe LS, Higuti T, Ishidoh K, Kominami E: Gec infantil nöronal seroid lipofuskinozunda (Batten xəstəliyi) mitoxondrial ATP sintaza C alt bölməsinin deqradasiyasının xüsusi gecikməsi. J Neyrochem. 1995, 64: 733-741.

Oster G, Wang H: Dönər protein mühərrikləri. Trends Cell Biol. 2003, 3: 114-121. 10.1016/S0962-8924(03)00004-7.

Urbauer JL, Dorgan LJ, Schuster SM: Deuteriumun mal əti ürəyi mitoxondrial ATPazının kinetikasına təsiri. Arch Biochem Biophys. 1984, 231: 498-502. 10.1016/0003-9861(84)90413-2.

Csaszar AG, Czako G, Furtenbacher T, Tennyson J, Szalay V, Shirin SV, Zobov NF, Polyansky OL: Su molekulunun tarazlıq strukturları haqqında. J Chem Phys. 2005, 122: 214305-10.1063/1.1924506.

Ichikawa K, Kameda Y, Yamaguchi T, Wakita H, Misawa M: Yüksək temperaturda maye fazada su molekulunun intramolekulyar strukturunun neytron-difraksiya tədqiqi. Mol Fizik. 1991, 73: 79-86. 10.1080/00268979100101071.

Tinsley RA, Harris DA, Walter NG: Hepatit delta virusundan katalitik RNT-nin qatlanmasında əhəmiyyətli kinetik həlledici izotop effektləri. J Am Chem Soc. 2003, 125: 13972-13973. 10.1021/ja037870b.

Fuks B, Homble F: Xloroplast lipid membranları vasitəsilə proton keçirmə mexanizmi. Bitki fiziol. 1996, 112: 759-766. 10.1104/səh.112.2.759.

Twilfer H, Sandfort G, Bernhardt FH: Putidamonooksinin substrat modulyasiya edilmiş reaksiyalarında aktiv oksigen növlərinin taleyinə substrat və həlledici izotop təsiri. Eur J Biochem. 2000, 267: 5926-5934. 10.1046/j.1432-1327.2000.01662.x.

Villaverde J, Cladera J, Padros E, Rigaud JL, Dunach M: Nukleotidlərin termofilik F0F1 ATP sintazasının istilik sabitliyinə və deuterasiya kinetikasına təsiri. Eur J Biochem. 1997, 244: 441-448. 10.1111/j.1432-1033.1997.t01-2-00441.x.

Vermeulen A, McCallum SA, Pardi A: Doğma və dəyişdirilməmiş tRNAvalın qlobal strukturu və dinamikasının müqayisəsi. Biokimya. 2005, 44: 6024-6033. 10.1021/bi0473399.


Videoya baxın: Qarğıdalı saçaqları hansı xəstəliklərdə dəqiq istifadə olunur (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Gukora

    Fikiriniz faydalıdır

  2. Nikozshura

    Bu fikirdə mənim xoşuma gələn bir şey var, sizinlə tamamilə razıyam.

  3. Colmcille

    You are absolutely right. In it something is also to me it seems it is good thought. Mən səninlə razıyam.

  4. Doane

    Düşünürəm ki, səhv edirsiniz. Mən mövqeyi müdafiə edə bilərəm. PM-də mənə yazın, ünsiyyət quracağıq.

  5. Dallin

    Theme Rulit

  6. Wselfwulf

    Məncə, səhv edirsən. Bunu müzakirə etməyi təklif edirəm. PM-də mənə e-poçt göndərin, danışacağıq.

  7. Mac Ghille-Bhuidhe

    Düşünürəm ki, sən yanacaqdınız.



Mesaj yazmaq