Back to chapter

4.13:

مركبات البروتين بأجزاء قابلة للتغيير

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Protein Complexes with Interchangeable Parts

Languages

Share

مركبات البروتين تتألف من عدة،بروتينات مرتبطة بشكل غير تساهمي،حيث يمد كل مكون المركب بوظيفة مختلفة. واحد أو أكثر من هذه البروتينات الفردية يمكن استبدالها بـالمتغيرات ذات الصلة الوثيقة لإنشاء مركب بديل متميز من الناحية الوظيفية. مع تطور الكائن الحي،فإن الجين فى البروتين الفعال ممكن أن يتضاعف داخل الجينوم.هذه النسخة المكررة هي حرة للخضوع للطفرات دون التأثير على وظيفة البروتين الأصلي. وتولد هذه الطفرات عائلات بروتينات ذات صلة. هذه إحدى الطرق التي تستخدمها الخلية لتنتج مركب بروتين.أجزاء قابلة للتبديل. تحتوي على إس سى إف يوبيكوتين لايجاز هو بروتين عديد الوحدات متكون من خمس وحدات فرعية. وظيفته هي أن يتم إرفاق جزيئات كايتين بالبروتين المستهدف, يميزهم بعلامة لتحللهم بواسطة إنزيمات هاضمة للبروتين.أحد وحدات البروتين الفرعية, إف بوكس, الذى هو المسؤول عن الربط بالبروتين المستهدف, به العديد من المتغيرات قابلة للتبديل. التغيير في هذه الوحدة الفرعية تمكّن المركب من تمييز مختلف البروتينات لتحللها. ساكرو مايسيز سيروفيسياي،معروفة بشكل عام كخميرة بيكر،لديها 11 من الوحدات الفرعية إف بوكس تمكن اللايجاز ان يميز البروتين الذى يشترك فى مجموعة متنوعة من عمليات الخلايا.على سبيل المثال،بروتين سي دى سي 4 إف بوكس يستهدف منظمات دورة الخلية،س ي ك 1 و ف ار1, الذي يثبط الإنزيمات التى تحفز دورة الخلية. تحللهم يسمح لدورة الخلية أن تواصل. الاختلاف في إف بوكس عبر الكائنات الحية يُولِد المئات من المركبات المتميزة مع وظائف مماثلة ولكن بأهداف مميزة.

4.13:

مركبات البروتين بأجزاء قابلة للتغيير

قد تشكل مجموعات البروتينات معقداً حيث يلعب كل بروتين في هذا المركب دوراً مختلفاً في التنفيذ الكلي للوظيفة المعقدة. وغالباً ما يمكن استبدال بعض البروتينات في المجمع بمتغير وثيق الصلة لإعطاء مجمع يحتوي على العديد من نفس المكونات ولكنه متميز وظيفياً.

إن يوبيكيوتين ليكاز SCF عبارة عن مركب بروتيني يتكون من خمسة بروتينات فردية. يربط هذا المركب اليوبيكويتين بالبروتينات المستهدفة الأخرى لتمييزها للتحلل. من أجل أداء هذه الوظيفة، يكون أحد البروتينات، الصندوق F، مسؤولاً عن الارتباط بالركيزة، وبالتالي السماح لبروتين مختلف في المركب، إنزيم يوبيكويتين المترافق، بالوصول إلى الركيزة وإرفاق يوبيكويتين. يحتوي بروتين F-box على العديد من المتغيرات القابلة للتبديل بحيث يمكن للمجمع التعرف على ركائز مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحتوي الكائنات الحية المختلفة على مجموعات مختلفة من متغيرات بروتين F-box. لدى البشر 38 متغيراً معروفاً، Saccharomyces cerevisiae لديها  11، ذبابة الفاكهة لديها  22، و C. ايليجانس لديها  326.  يتيح هذا الاختلاف للمركب استهداف مجموعة كبيرة من البروتينات عن طريق تغيير أحد مكوناته فقط.

غالباً ما تكون هذه المتغيرات القابلة للتبديل نتيجة لتكرار الجينات. أثناء التطور الجزيئي، يمكن في بعض الأحيان أن يتضاعف الجين الخاص بالبروتين المفيد أثناء تكرار الحمض النووي لأسباب، مثل إعادة التركيب الغير نظامية ، وانزلاق النسخ المتماثل، واختلال الصيغة الصبغية، وتعدد الصبغيات، والانتقال الرجعي. &#160؛ يمكن أن تخضع هذه النسخة المكررة من الجين لطفرات أخرى أثناء نقلها من جيل إلى آخر لأن الطفرة لا تؤثر على وظيفة الجين الأصلي. &#160؛ تؤدي هذه الطفرات إلى أشكال مختلفة من الجين المسؤول عن البروتينات، مثل الصندوق F، والتي تكون متشابهة وظيفياً ولكن لها خصائص ركيزة مختلفة.

Suggested Reading

  1. Alberts et al., 6th edition; pages 159-160
  2. Kipreos, E. T., & Pagano, M. (2000). The F-box protein family. Genome biology, 1(5), REVIEWS3002. doi:10.1186/gb-2000-1-5-reviews300