Ақпарат

Неліктен ядролық көлікте АТФ емес, GTP қолданылады?

Неліктен ядролық көлікте АТФ емес, GTP қолданылады?


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.

Неліктен АТФ гидролизі жасушалық энергиялық реакциялардың көпшілігін жүргізу үшін қолданылатынын ескере отырып, ГТР АТФ емес, ядролық тасымалдау үшін қолданылады?


Жауапкершіліктен бас тарту

Бұл сұрақ түсініксіз немесе жауапсыз болып көрінгенімен (немесе екеуінде де) және плакаттарда ешқандай зерттеулер жүргізілмегенін көрсетсе де, мен жалпы түсінікке баса назар аудару үшін оның бір аспектісін қарастыруды жөн көрдім. Бұл менің ядролық тасымалдау процестері туралы білімім аз болғанына қарамастан.

Қысқаша жауап

Импортиндер мен экспортиндер арқылы ядролық-цитоплазмалық тасымалдау үшін АТФ емес, GTP пайдаланылады, өйткені бұл процеске аты айтып тұрғандай, GTP пайдалану арқылы әрекет ететін «G ақуыздарының» үлкен тобының бірі қатысады. АТФ әдетте эндергоникалық молекулалық реакцияларды қозғау үшін қолданылса, G-ақуыз циклдарындағы ГТП гидролизін молекулалық процесті тоқтататын құрал ретінде қарастыруға болады. G ақуыздары кездейсоқ немесе биологиялық себеппен АТФ емес, ГТР қабылдады ма, бұл - болжам.

NTP гидролизі - көңіл көтеру немесе пайда үшін бе?

Сұрақ ақуызды тасымалдайтын «импортиндер мен экспортиндер» туралы болып көрінетін сияқты, мен ядролық көлік туралы Википедия мақаласынан білемін, Ran кішкентай G протеинімен реттеледі. GTP комплексіне енгенде, Ран протеиндердің экспортиндермен экспортын жеңілдетеді, бұл процесс ЖТӨ гидролизі арқылы ЖІӨ -ге дейін тоқтатылады. ЖІӨ-мен байланысқан пішін импортиндер арқылы белоктардың импортын жеңілдетеді, бұл процесс ЖІӨ-ні ығыстыратын GTP арқылы аяқталады.

Сонымен, егер нуклеотидтрифосфат гидролизінің рөлін қарастыратын болсақ - бұл жерде GTP - бұлшықеттің жиырылуы, жарықтың пайда болуы немесе +ve ΔG-мен химиялық реакция сияқты эндергоникалық процесс үшін термодинамикалық энергияны қамтамасыз етпейтіні анық:

Керісінше, бұл процесті тоқтатуға мүмкіндік беретін ақуыздағы конформациялық өзгерісті жасау. Бұл тоқтату әдетте басқа ақуызмен (қара) өзара әрекеттесетін G ақуызының (сұр) ЖІӨ-мен байланысқан формасы арқылы жүзеге асады:

Бұл диаграмма әдейі жеңілдетілген, сондықтан G-ақуыз әрекетінің жалпы ерекшеліктерін көруге болады. Дегенмен, менің ойымша, бұл Бергте айтылған бір ойды көрсетеді т.б. 15.6 -бөлім. Басқа мысалдар-циклді АМФ арқылы гормондық әсердің сигнал трансдукциясы және аминоцил-тРНҚ-ның рибосомамен байланысы.

Неліктен G ақуыздары GTP пайдаланады?

Түпнұсқалық G ақуызындағы GTP -нің бұл «таңдауы» кездейсоқтық болуы мүмкін, ол кейіннен гендердің қайталануы мен дивергенциясы нәтижесінде пайда болған басқа G ақуыздарында көрініс тапты. Бұл, кем дегенде, оның зиянсыз емес екенін білдіреді. Немесе ең көне ақуыздар ақуыз биосинтезіне қатысатындар болуы мүмкін - бұл процесс әлі де рибозиммен катализденеді - ГТП -ны таңдау 'РНҚ әлеміндегі' РНҚ -базалық жұптасу әрекетін көрсетуі мүмкін.

Баламалы түрде энергияны қажет ететін процестердің екі түрін бөлудің биологиялық негіздемесін ұсынуға болады - мүмкін, АТФ-ның GTP, динуклеозид-фосфаткиназаға айналуын катализдейтін ферментті реттеу арқылы. Бірақ мен бұл идеяны растайтын ешқандай дәлел жоқ.

Басқа контексттерде ГТП гидролизі

@Roland түсініктемесінде айтылғандай, GTP эндергоникалық реакцияларды (фосфоенолпируват карбоксиниказа) АТФ қолдануға ұқсас жүргізуге қолданылатын жағдайлар бар, бірақ бұл G ақуыздарындағы ГТП гидролизінен мүлде өзгеше. Мен бұған қандай да бір сенімді негіздеме ұсынылмағанына сенбеймін, сонымен қатар гликоген синтезінде УТП мен фосфолипидті синтезде ЦТП -ны ерекше қолдануға болмайды. Бұл сұрақ басқа постта талқыланды.


Кітап сөресі

NCBI кітап сөресі. Ұлттық медицина кітапханасының, Ұлттық денсаулық институттарының қызметі.

Альбертс Б, Джонсон А, Льюис Дж, т.б. Жасушаның молекулалық биологиясы. 4-ші басылым. Нью-Йорк: Гарланд ғылымы 2002.

  • Баспагермен келісім бойынша бұл кітапқа іздеу мүмкіндігімен қол жетімді, бірақ оны қарау мүмкін емес.


2 -бөлім: GTPase реакциялары мен аурулары

00: 00: 00.14 Сәлем. Менің атым Фред Виттинггофер.
00: 00: 02.18 Мен Германияның Дортмунд қаласындағы Макс Планк атындағы молекулалық физиология институтының құрметті топ жетекшісімін.
00: 00: 11.08 Және бұл менің екінші семинарым
00: 00: 14.01, мен біріншісінде сізді GTP байланыстыратын ақуыздар немесе G ақуыздары деп аталатын молекулалық коммутаторлармен таныстырдым.
00: 00: 21.15 Бұл екінші бөлімде мен зерттеуіміздің белгілі бір аспектісіне көбірек тоқталамын
00:00:28.20 GTPase реакцияларының механизмімен және олардың бірқатар әртүрлі ауруларға әкелетіндігімен айналысу.
00: 00: 34.09 Ал мен бірінші семинарда айтқан Рас тәрізді ақуыздарға тоқталатыным анық.
00:00:42.23 Сонымен, тағы да, қысқаша айтқанда, осы ақуыздарға арналған механикалық цикл:
00:00:49.25 Олар екі дәмде келеді, бұл ақуыздар GDP-байланысты және GTP-байланысты күйде.
00:00:55.13 Олар өте тығыз байланысқан нуклеотидтерге ие.
00:00:58.03 Олар GTP үшін ЖІӨ шығару үшін гуанинді нуклеотид алмасу факторы қажет
00: 01: 03.23 себебі ұяшықта ЖІӨ -ге қарағанда GTP көп.
00: 01: 06.11 Сондықтан ЖІӨ өшірілгенде ақуызға GTP жүктеледі.
00:01:10.06 Олардың кейбір серіктес белоктарымен әрекеттесетін GTP байланысқан түрінде төмен ағындық әсері бар.
00: 01: 15.10 Коммутаторды қайтадан өшіру үшін сізде GTPase реакциясы бар
00: 01: 20.27, осылайша ақуыз GTP -ны ЖІӨ мен Пи -ге бөледі.
00:01:24.29 Бұл реакция өте баяу және GTPase белсендіретін ақуыздар деп аталатын ақуыздармен катализденеді
00: 01: 31.06, бұл біз айтатын басты нәрсе болатыны анық.
00: 01: 36.24 Сонымен, біз айтып отырған нәрсе шын мәнінде негізгі биохимиялық реакция
00:01:43.23 атап айтқанда, фосфоангидридтердің гидролизі және ол фосфоэфирлердің гидролизіне ұқсас.
00:01:53.08 Мысалы, сізде треонин, серин немесе тирозинде фосфорланған фосфорланған протеиндер болғанда,
00:01:57.24 Сізде су арқылы фосфатқа ұқсас нуклеофильдік шабуыл бар.
00: 02: 05.04 Адамдар бұл реакция туралы көп айтатыны анық, себебі бұл өте
00:02:12.15 фосфаттардың теріс заряды жоғары болғандықтан баяу реакция
00: 02: 19.16 және нуклеофилдің жақындауы, мысалы ішінара теріс зарядталған су,
00: 02: 25.06 өте ұнамайды. Сондықтан бұл реакция әдетте өте баяу.
00: 02: 30.25 Сонымен, реакция энергия берсе де,
00: 02: 33.17 бұл өте баяу, себебі сіз өте жоғары активтендіру энергиясын жеңуіңіз керек
00: 02: 38.16, бұл мен айтқан нәрсеге байланысты-теріс зарядтар.
00: 02: 42.04 Белсендіру энергиясы неғұрлым жоғары болса, сіз оны биофизикалық курстарыңыздан біле аласыз.
00: 02: 46.13 активтендіру энергиясы неғұрлым жоғары болса, реакция баяу болады,
00:02:51.00 өйткені реакция жылдамдығы белсендіру энергиясына тура пропорционал.
00: 02: 54.18 Сонымен, табиғат өтпелі күй энергиясын төмендету үшін ферменттерді қолданады
00: 03: 00.27 және осылайша реакцияны тездетеді.
00:03:03.15 Мен үнемі студенттерімнің назарына ұсынатын қызықты мақала бар
00: 03: 07.21 көптеген жылдар бұрын мақала жазған Фрэнсис Вестгеймерден:
00: 03: 12.01 Неліктен табиғат фосфаттарды таңдайды.
00:03:13.25 Өйткені химиктер ешқашан фосфатты қалдыратын топ ретінде пайдаланбайды
00: 03: 17.13, бірақ биологияда бұл жиі кететін топ
00: 03: 21.16 Сонымен, дәл осы мақсат үшін, мен мұнда көрсеткенім үшін
00: 03: 26.17 фосфоангидридті байланыс немесе фосфоэтерлік байланыс кинетикалық тұрақты
00: 03: 32.06 басқаша айтқанда, сізде АТФ немесе ГТП суда болуы мүмкін, ол мәңгі қалады немесе өте баяу гидролизденеді.
00: 03: 39.22 Бірақ термодинамикалық тұрғыдан алғанда ол тұрақсыз.
00: 03: 43.00 Егер сіз ферментті қолдансаңыз, ол активтендіру энергиясын төмендетеді-сіз бұл реакцияны өте жылдам жасай аласыз.
00:03:47.14 Сондықтан бұл сізге оқуға кеңес беретін қызықты мақала.
00:03:50.27 Мысалы, сондықтан ДНҚ тұрақты және сондықтан ATP энергияның керемет көзі
00:03:57.12 өйткені ол, негізінен, энергияны жеткізеді, бірақ сулы ерітіндіде тұрақты.
00:04:03.28 Сонымен, ең алдымен Ras және оның GAP-делдалдық GTPase реакциясынан бастайық, өйткені
00: 04: 10.25 - бұл кейіннен жасалған көптеген нәрселердің парадигмасы.
00:04:15.24 Демек, бұл молекулалық Рас. Бұл құрылымның ленталық көрінісі
00:04:21.29 Ras G доменінің.
00:04:24.16 Сіз оның жүрегінің пішінін көресіз, өйткені.
00: 04: 27.17, әрине, бұл бізге өте ұнайды және біз Хидельбергтегі құрылымды шештік.
00:04:32.00 Хидельбергтің жарнамасы, Хидельбергтегі Ich hab mein Herz қаласы
00: 04: 36.04 демек, мен Хидельбергте жүрегімді жоғалттым.
00: 04: 37.27 Бірақ оның жүрек пішінінің маңызды себебі
00: 04: 41.13 адамдар оны сигналдың берілуінің жүрегі деп атайды.
00: 04: 44.06 Осылайша ол реттейтін ең маңызды молекулалардың бірі
00: 04: 48.14 сигналды берудің маңызды процестері, мысалы өсу, дифференциация және кейде апоптоз.
00: 04: 54.17 Ал сіз сигнал беру процесі туралы аз білетін шығарсыз, себебі
00:04:59.07 Әрбір оқулықта сигнал беру тізбегінің парадигмаларының бірі осы нұсқасы бар
00:05:04.01 осылайша, мысалы, өсу факторы жасуша мембранасымен байланысады
00: 05: 08.27 және оның өсу факторы РТК рецепторымен (тирозинкиназа рецепторы) байланысады.
00: 05: 14.22 осымен фосфорланатын болады. Ол SoS алмасу факторын тартады
00:05:19.04 ол содан кейін Ras-ті GDP байланысты пішінге дейін белсендіреді.
00:05:22.16 Содан кейін, қазір Рас Раф киназа болып табылатын төменгі ағындық компонентпен әрекеттеседі
00:05:26.15 бұл MAP киназа модулі деп аталатын бастапқы киназа.
00: 05: 30.24 Онда бір киназа MAP киназа киназа киназа деп аталатын келесі төменгі киназаны белсендіреді.
00:05:36.29 MAP киназа киназасы MAP киназа киназасын белсендіреді және MAP киназасын белсендіреді
00: 05: 40.28 ол ядроға еніп, транскрипцияны белсендіреді.
00:05:45.03 Демек, бұл Рас шынымен не істеп жатқанының өте жеңілдетілген нұсқасы.
00:05:48.16 және бұл бірінші ашылған (алғашқы сигнал беру).
00:05:54.15 Бірақ, қазір ол барған сайын күрделене түседі.
00: 05: 57.26 Бұл әлі де жеңілдетілген нұсқа, бірақ ол сізді көрсетеді
00:06:00.27 Ras арқылы сигнал беру туралы ең маңызды нәрсе, бұл көптеген жоғары ағындық компоненттер келіп, Рас-ты белсендіреді.
00: 06: 09.18 Бұл тирозинкиназа рецепторлары немесе G-ақуызымен байланысқан рецепторлар
00:06:13.09 немесе Т-жасушалық рецепторлар. Олардың барлығы Ras-ті іске қоса алады.
00: 06: 16.08 Содан кейін Ras тек қана Раф киназасын емес, көптеген компоненттерді белсендіре алады
00: 06: 20.18 сонымен қатар Ral GEF, PI (3) киназа, PLC эпсилон және басқалары деп аталатын молекула.
00:06:26.22 Және олар бірқатар сигналдарды жіберу реакцияларына делдалдық етеді
00: 06: 32.12, олар қандай да бір түрде бір жерге біріктірілген, айталық ядрода,
00:06:38.00 транскрипция факторы бойынша және бастама, шек дұрыс болғанда, реакция саны дұрыс болғанда,
00: 06: 46.15 ол таралуы немесе дифференциациясы немесе кез келген болуы мүмкін ұялы реакцияны бастайды.
00: 06: 52.03 Мен бұның еш аспектісімен айналыспаймын, себебі мен өшіру реакциясына назар аударғым келеді.
00:06:57.28 Сонымен өшіру реакциясы қайтадан сіз көрген схема, қазір, бірнеше рет
00:07:03.25 бірақ Раста болып жатқан оқиға да онкоген болып табылады
00: 07: 06.26 мутацияның екі түрі бар онкоген, не глицин 12 кез келген басқа амин қышқылдарына мутацияланған
00:07:13.10 немесе глютамин 61 кез келген басқа амин қышқылына мутацияланған.
00:07:16.21 Бұл биохимиялық тұрғыдан не істейді, ол GAP-делдалдық GTPase реакциясын блоктайды.
00:07:23.21 Осылайша сіз не болатынын елестете аласыз, сіз белсенді емес күйге оралуды бұғаттадыңыз
00: 07: 29.13, сондықтан сіз енді GTP байланыстырылған түрінде Ras жинайсыз.
00: 07: 33.09 Енді сізге жоғары сигналдың қажеті жоқ, өйткені Рас қазірдің өзінде GTP байланысқан күйінде.
00: 07: 39.03 Ал енді ол реттелмейтін әсерге ие, сондықтан ол қатерлі ісікке әкеледі.
00: 07: 44.14 Сонымен, бұл қарапайым мутациялар. сондықтан құрылымдық биохимиктер ретінде
00: 07: 49.23 сұрақ қою өте қызықты жоба:
00: 07: 52.00 Бір нүктелі мутацияның мұндай драмалық салдары қалай болуы мүмкін?
00:07:58.19 Және де ол. Рас, онкогендердің ішінде ең жиі кездесетіні рас.
00:08:02.28 Клиникаға келген адамдардың шамамен 25% ісік диагнозымен,
00: 08: 09.07 оларда Ras мутациясы бар, мен көрсеткендердің бірі. Кем дегенде, бұл ең жиі кездесетіндер.
00: 08: 15.00 Сонымен, әр дәрі -дәрмек компаниясы Рас жолын тежеуге тырысады
00: 08: 20.29 және Ras сигнализациясы Ras-делдалдық қатерлі ісіктерді емдеу әдісі ретінде.
00: 08: 25.28 Және ойлауға болатын көптеген тәсілдер бар.
00: 08: 30.17 Мен мұнда тек кейбіреулерін көрсеттім. Мысалы, сіз Рас туралы ойлай аласыз. фарнезирленген
00: 08: 36.25 С-терминалды цистеинде және бұл реакцияны жүргізетін фарнезил трансфераза деп аталатын фермент бар.
00: 08: 44.18 Фарнезил трансферазаның ингибиторлары бар, олар дәл қазір клиникада олардың тиімділігіне тексеріледі.
00: 08: 50.00 Бірақ сіз төмендегі эффекторлармен өзара әрекеттесуді тежеу ​​туралы ойлана аласыз.
00: 08: 54.15 Бұл, мысалы, біз анықтаған құрылым: Рас пен Раф киназасы арасындағы комплекс (немесе Раф киназаның бір бөлігі).
00:09:00.10 Немесе сіз тіпті ойлай аласыз. және бұл біз әлі де жұмыс жасаймыз.
00: 09: 04.21 Біздің арманымыз - бұл. онкогенді Растың негізгі ерекшелігі - GTP гидролизіне ұшырамауы.
00:09:12.09 Біз онкогенді Раста GTP гидролизін тудыратын шағын молекулаларды жасау туралы ойлай аламыз ба?
00:09:18.21 Бұл арман жобасы болуы мүмкін және біз оны жүзеге асыру үшін әлі де жұмыс істеп жатырмыз.
00:09:25.05 Бірақ мен сізге семинар презентациям барысында көрсетемін, себебі біз әлі де мүмкін деп ойлаймыз
00: 09: 32.23, оның химиясы соншалықты қиын болмауы керек.
00: 09: 36.14 Мен сендіремін деп үміттенемін және сіз ақыр соңында менімен бірге боласыз.
00:09:40.26 Сонымен, біз GTP гамма-фосфатына судың нуклеофильді шабуылы туралы айтып отырмыз.
00: 09: 49.03 RasGAP делдалдығымен Ras-ЖІӨ мен Pi шығарады. Қарапайым биохимиялық реакция
00:09:56.09 бірақ ол жұмыс істемесе, бұл өте ауыр зардаптарға, атап айтқанда қатерлі ісікке әкеледі.
00: 10: 00.21 Ең алдымен (Сіз бұл суретті бірнеше рет көрдіңіз.
00: 10: 05.24 Бұл менің кіріспе слайд, әрқашан)
00:10:08.09 - бұл ең жиі мутацияға ұшырайтын екі аминқышқылы
00:10:13.16 (олардың екеуі де) Растың онкогендік нұсқаларында олар белсенді сайтқа өте жақын.
00:10:18.07 Сонымен, сіз мұнда нуклеотидті көресіз: бұл гамма-фосфат
00: 10: 22.07 Сіз бұл глутамин 61 және глицин 12 белсенді сайтқа өте жақын екенін көресіз.
00:10:28.10 анық, сіз бұрын болжағандай немесе ойлағандай,
00: 10: 32.06 - олар қандай да бір түрде GTPase реакциясына қатысады.
00: 10: 35.22 Енді біз сізге олардың не істеп жатқанын және мутация ГТР гидролизінің блокадаға әкелетінін көрсетеміз.
00:10:43.08 Сондай-ақ сіз мұнда Рас белсенді сайтының беткі көрінісінен көре аласыз
00: 10: 49.12, егер бұл GTP болса. сондықтан отырады. оның бетіне байланған
00: 10: 53.26 және сіз гамма -фосфатқа сырттан әлі де қол жеткізуге болатынын көресіз
00: 10: 57.03 және бұл мен айтатын контексте маңызды болады
00:11:01.12 және сіз де көріп отырсыз, мен соңғы рет магнийдің маңыздылығы туралы сөйлестім.
00: 11: 05.20 Егер айналаңызда магний болмаса, онда ГТП гидролиз реакциясы болмайды.
00: 11: 09.24 Сонымен, әдетте, сүтқоректілер геномында бір ғана RasGAP емес, 12 немесе 13 болады.
00:11:19.08 Мен мұнда олардың бірнешеуін көрсеттім.
00: 11: 24.06 Және сіз олардың барлығында шамамен 330 қалдықтан тұратын белгілі бір домен бар екенін көресіз.
00: 11: 28.09 Бұл тез GTP гидролиз реакциясын бастауға қабілетті RasGAP домені.
00:11:36.17 Сіз бұл ақуыздардың барлығы әртүрлі домендерден тұратынын көресіз.
00: 11: 43.03 Кейбіреулері ұқсас, кейбіреулері мүлде өзгеше.
00: 11: 45.20 Және олар, әрине, жасушаның әр түрлі жағдайында Рас -ты реттейді
00: 11: 50.04 олардың қосымша домендеріне байланысты.
00: 11: 53.15 Мен Фрэнк МакКормик ашқан бірінші RasGAP туралы сөйлесетін боламын, ол P120GAP.
00: 12: 02.06 Мен кейінірек NF1 туралы айтатын боламын
00: 12: 05.05 - бұл ісіктің пайда болуының тағы бір маңызды элементі, себебі ол ісікті басатын ген.
00:12:12.04 Ең алдымен және тағы да еске түсіру үшін, ішкі GTP гидролизі өте баяу.
00:12:17.23 Бірақ, егер сіз GTPase белсендіретін ақуызды қоссаңыз, ол жылдам.
00:12:21.08 Сондықтан мен мұнда істеп жатқан нәрсе - мен радиоактивті GTP аламын (мысалы, гамма таңбаланған)
00:12:25.27 содан кейін мен уақыт өте келе Pi өндірісін өлшеймін.
00: 12: 29.26 Көрдіңіз бе, төменде бұл реакция (бұл бөлме температурасында) шамалы.
00:12:35.14 GAP жоқ бөлме температурасында қалыпты Ras гидролизі дерлік жоқ.
00: 12: 40.12 Егер сіз енді RasGAP -тың белгілі бір мөлшерін қоссаңыз, онда өте жылдам реакция бар екенін көресіз.
00:12:44.23 Әлдеқайда жылдам.
00:12:46.04 Ал шектеулі жағдайларда бұл реакцияның шамамен 10^5 есе ынталандырылуы.
00: 12: 53.10 Сондықтан біз осылай қарағымыз келеді.
00:12:57.05 Біз GAP осы жылдам GTP гидролиз реакциясына қалай делдалатынын талдағымыз келеді.
00: 13: 03.14 Сонымен, сіз алдымен өзіңізден сұрайсыз: гидролиз механизмі қандай болуы мүмкін?
00: 13: 10.11 және GAP катализдейтін қадам қандай?
00: 13: 14.02 Сіз Ras-GTP-ді тез GTP гидролизі ферменті деп елестете аласыз.
00: 13: 20.14, бірақ ол изомерлену реакциясы арқылы GTPase құзыретті күйге енуі қажет.
00: 13: 26.15 Бұл өте баяу және GAP катализаторы.
00: 13: 28.29 Немесе сіз GTP -ден ЖІӨ Pi -ге дейінгі нақты бөліну реакциясы,
00:13:35.02 өте баяу және GAP арқылы катализденеді.
00: 13: 38.01 Немесе сіз мұның бәрі әлі де өте жылдам деп ойлайсыз
00:13:41.09 бірақ өнімге Pi шығару өте баяу және оны GAP катализдейді.
00: 13: 47.08 Мысалы, егер сіз миозиндегі АТФ гидролизі туралы естіген болсаңыз,
00: 13: 53.26 миозин, мысалы, өте жылдам GTPase, бірақ Pi шығарылуы өте баяу.
00: 13: 59.00 және оны актинмен катализдеу қажет.
00:14:01.04 Сонымен, басқаша айтқанда, осы нақты жағдайда GAP катализдейтін нақты қадам қандай?
00: 14: 07.10 Ал мен бұл бөліну реакциясының өзі деп айтуым керек
00:14:11.12 бұл GTPase белсендіретін ақуыздың шабуылының негізгі нүктесі
00: 14: 16.21 және GAP болған жағдайда ғана басқа реакциялар болады
00: 14: 20.18 ең аз дегенде ішінара Pi шығарылымының жиілігін шектейді.
00: 14: 24.10 Мен сізге мұны кейінірек көрсетемін.
00: 14: 27.29 Мен сізге бұрын көрсеткен болсам да, мен оны қайталаймын.
00: 14: 32.12 Сонымен, біз флюоресцентті нуклеотидпен биохимия жүргізетін зерттеулерімізде көп қолданамыз.
00:14:38.20 біз mant- немесе mGDP немесе mGTP аналогын қолданамыз
00: 14: 42.29, онда сізде рибозада флуоресцентті репортер тобы бар.
00:14:46.24 Демек, бұл дезокси рибоза немесе рибоза болады және сіз байланыстырған рибозада
00: 14: 52.17 бұл эфир байланыстары, мант тобы, ол қоршаған ортаға өте сезімтал.
00:14:59.19 Сондықтан ол әрқашан өте әдемі құрылымдық өзгерістерді береді, өйткені мен сізге бір минуттан кейін көрсетемін.
00:15:07.10 Біз жылдам реакцияларды өлшеу үшін тоқтату ағынын қолдандық, өйткені GTPase реакциясын есте сақтаңыз,
00:15:13.29 GAP болмаған кезде баяу өте жылдам болады
00: 15: 17.15 және т.б. оны егжей-тегжейлі талдау үшін тоқтау кинетикасын қолдану керек.
00:15:21.16 Мәселен, сіз не істейсіз: сізде Ras белгісі бар
00: 15: 25.10 mant-GTP (сондықтан бұл GTP флуоресцентті нұсқасы)
00: 15: 28.16 және сізде GAP бар және сіз оларды флуоресцентті-анықтайтын кюветаға атып түсірдіңіз
00:15:34.02 және сізде тоқтау ағыны бар
00:15:37.17 реакция камерасына осы екі шприцтен сұйықтықтың белгілі бір мөлшерін ғана салғаныңызға көз жеткізіңіз.
00: 15: 44.07 Сонымен, біз мұны істегенде, осы екі нәрсені бірге түсіргенде, біз бар екенін көреміз
00:15:50.09 Ras-mantGTP пайдалансаңыз, флуоресцентті жоғарылау және төмендеу.
00: 15: 54.09 Өсу тағы да өте жылдам.
00: 15: 56.25 Бұл екі белоктың комплексті құрайтынын білдіреді.
00: 15: 58.27 Содан кейін уақыт өте келе комплекс диссоциацияланады, себебі гидролизден кейін нейрофибромин Распен байланыспайды.
00: 16: 07.18 Осының бәрі бір секундтан кейін аяқталды.
00:16:10.09 Сонымен, GAP қаныққан мөлшерлері болған кезде өте жылдам фосфо-тасымалдау реакциясы.
00:16:15.07 Басқару элементі ретінде біз Ras аналогымен байланыстырылған GppNHp,
00: 16: 21.25, онда сіз бета мен гамма -фосфат арасында NH тобы бар
00: 16: 25.16, ол енді гидролизденбейді, енді сізде өте тез өсу бар
00: 16: 30.17 (бұл күрделі формация), бірақ диссоциацияланбайды, себебі бұл гидролизденбейді.
00: 16: 35.05 Бұл диссоциацияның ГТП гидролизіне байланысты екендігінің дәлелі.
00: 16: 40.21 Сондықтан: «Бұл реакцияда ГАП -та қалатын GAP -та не болады?
00: 16: 50.01 ГТП гидролизінің жылдам реакциясына қатысады, бұл реакцияны 10^5 есе ынталандырады? «
00:16:58.17 Сіз қандай қалдықтар, қандай аминқышқылдары жұмыс істей алатыны туралы ойладыңыз.
00: 17: 03.16 Немесе бұл бір амин қышқылынан артық па?
00: 17: 05.16 Жақсы үміткер ретінде біз аргинин туралы ойладық
00: 17: 08.16, өйткені егер сіз басқа G-ақуызына, G-альфа ақуызына қарасаңыз (гетеротримерлі G ақуыздарының)
00: 17: 15.02 екі доменнен тұратыны белгілі
00: 17: 18.25 сондықтан бұл көк домен-G-домені, ал қызыл заттар-бұрандалы қосымша домен.
00: 17: 24.21 Бірақ бұл спиральды доменде сізде аргинин бар, ол белсенді сайтты ұрады.
00: 17: 29.24 және бұл аргинин реакция үшін маңызды екендігі дәлелденді.
00: 17: 33.29 Бұл өте ескі тәжірибеде көрсетілді
00: 17: 37.20 себебі тырысқақ тудыратын вибрио холерасы деп аталатын бактериялық қоздырғыш бар.
00: 17: 45.29 және бұл G-альфа ақуызындағы аргининді өзгертеді.
00: 17: 51.16 Көрдіңіз бе, сізде NAD бар және тырысқақ токсині АДФ-рибозаны тасымалдайды
00: 17: 58.03 мұнда көрсетілген G-альфа аргинині. Бұл іс жүзінде оқулықтан алынған.
00: 18: 02.26 Сондықтан бұл өте ескі реакция. Ол талай жылдар бұрын талданған болатын.
00:18:07.10 Бұл реакцияны жасағанда, блоктаған кезде көрсетеді
00: 18: 10.16 G-альфа ақуызындағы GTPase реакциясы, бұдан былай GTP гидролизі болмайды
00: 18: 16.10 және ақуыз қазір циклді АМФ шығарады,
00:18:19.14 ол арналарды ашады (циклдікAMP-қақпалы иондық арналар), содан кейін тырысқақ ауруының барлық белгілерін аласыз.
00: 18: 26.19 Сонымен қайтадан сұрақ туындайды: аргинин жақсы үміткер бола ма?
00: 18: 29.29 Сонымен, мен сізге көрсеткен барлық RasGAP -та сақталған аргининді іздедік
00:18:33.24 және шын мәнінде, біз бірнешеуін таптық, олардың көпшілігі ешқандай айырмашылықты жасамады.
00:18:38.06 Бірақ мутацияға ұшыраған кезде реакцияда келесі үлгіні көрсететін бір ғана аргинин болды.
00: 18: 43.19 Сонымен, сізде жасыл нұсқасы бар (бұл жабайы нұсқасы)
00:18:47.23 Күрделі түзілуге ​​байланысты жылдам өсу, GTP гидролизінен кейін диссоциацияға байланысты жылдам азаю.
00: 18: 53.16 Мұндағы мутанттармен аргинин не лизинге, не аланинге мутацияланған
00: 18: 58.11 немесе оны мутациялағыңыз келетін кез келген нәрсе,
00:19:00.03 реакцияның жоғарылауы тағы бар, бірақ ол сол жерде қалады, ешқандай гидролиз болмайды.
00:19:06.13 Немесе, кем дегенде, осы жағдайларда, бір секундқа дейін гидролиз болмайды.
00: 19: 10.16 Бұл аргинин реакция үшін маңызды болуы керек екенін айтады.
00: 19: 18.02 Әзірше жақсы. Биохимия анық болды
00:19:21.09 бірақ сіз контексте аргинин не істеп жатқанын білмейсіз.
00:19:24.05 Сізде оның белсенді сайтқа кіруі мүмкін деген ой бар деп ойлайсыз
00: 19: 28.02, бірақ тағы да біз құрылымның бізге не істейтінін айтуын күтуіміз керек.
00: 19: 33.21 Алдымен сізге фосфо-трансферлік реакцияны талдаудың тағы бір маңызды тұжырымдамасымен таныстыруға рұқсат етіңіз.
00: 19: 40.12 Бұл фторлы алюминий кешендерін қолдану.
00: 19: 43.02 Сіз мұндай бейорганикалық молекула неге маңызды деп ойлайсыз
00:19:47.14 бірақ өтпелі күйдің табиғатына қарасаңыз,
00:19:51.20 сондықтан бұл GTP сумен шабуылдау болады.
00: 19: 55.18 Сізде фосфат енді тригинальды, жалпақ нәрсе жасайтын өтпелі күй бар
00:20:00.26 мұнда нуклеофильді оттегі және екінші жақтағы оттегінің шығу тобы
00: 20: 08.22-бұл кентординаталық фосфаттың осьтік лигандары
00: 20: 12.11 және бұл өтпелі күй өте тығыз болуы мүмкін (ол ассоциативті деп аталады)
00: 20: 18.16 немесе фосфат пен осьтік екі лиганд арасындағы қашықтыққа байланысты өте бос.
00:20:25.26 Содан кейін сіз қайтадан тетрагональды фосфатқа (осы Pi бос фосфаты) қол жеткізесіз.
00: 20: 32.08 Алюминий фторид екені белгілі болды
00: 20: 36.05 (алюминий мен фтор арасындағы қашықтық өте ұқсас
00:20:39.23 фосфат пен оттегі арасындағы және олар да жоғары электрон теріс)
00: 20: 44.26-бұл фосфо-трансферлік реакцияның ауысу күйінің өте жақсы үлгісі.
00: 20: 51.02 Жалғыз мәселе мынада болды, мысалы, кинезин немесе миозин немесе
00:20:56.28 Көптеген басқа фосфо-трансферт ферменттері алюминий фторидінің мимикасы ретінде пайдаланады.
00:21:02.07 өтпелі күйдегі гамма-фосфат,
00: 21: 04.17 Рас немесе Ро және Расқа ұқсас барлық ақуыздар мұны ешқашан көрсетпеген.
00: 21: 08.25 Мұнда сіз бұл экспериментті көресіз.
00:21:11.19 Сіз Ras-mantGDP қабылдайсыз (оның белгілі бір флуоресценттік сәулелену спектрі бар, максимум 440 шамасында)
00: 21: 19.03, енді сіз GAP қосасыз және онымен спектрде ешқандай өзгеріс болмайды.
00:21:24.12 Сондықтан ештеңе болмайды.
00:21:25.11 Бірақ егер сіз қазір алюминий фторидін қоссаңыз, сіз ең алдымен көк ауысымды аласыз.
00: 21: 31.00, содан кейін сіңірудің жоғарылауы.
00:21:37.11 Бұл Ras, NF1 және алюминий фториді арасында тримерлі кешен бар дегенді білдіреді
00:21:42.07 алюминий фториді гамма-фосфатты байланыстыру орнында орналасқан.
00:21:47.10 Бұл өте маңызды болды.
00: 21: 48.25 және айтпақшы, егер сіз қазір мұны онкогенді мутанттарда жасасаңыз
00:21:52.02 біз білетін GTP гидролизденбейді және сол тәжірибені жасайды,
00: 21: 55.15, сіз флюорий мен алюминийдің қатысуымен флуоресцентті өзгеріс жоқ екенін көресіз.
00: 22: 00.06 Енді сіз NF1 қосасыз және флуоресценцияның жоғарылауы болмайды
00: 22: 04.12, себебі сізде гидролизденбейтін мутация (Q61L) бар.
00:22:08.13 Сондай-ақ NF1 мутациясын алуға болады, мысалы, аргинин мутациясымен,
00:22:13.22 және қайтадан ешқандай өзгеріс болмайды.
00: 22: 16.05 Басқаша айтқанда, бұл эксперименттер бізге тағы да айтады: Рас толық емес фосфо-трансферлік фермент.
00: 22: 22.22 Фосфо-трансфер ферментіне ұқсау үшін GAP қатысуы қажет.
00: 22: 28.05 және егер GTPase реакциясын блоктайтын кез келген мутация болса, ол Ras -да немесе NF1 -де,
00: 22: 33.22 бізде флюоридті алюминий кешені жоқ.
00: 22: 37.09 Демек, мұның бәрі биохимия тұрғысынан жақсы
00:22:42.00 бірақ шын мәнінде GTPase реакциясына делдал болатын нәрсе, жылдам,
00:22:47.22 Ras және RasGAP кешенінің құрылымын қарау арқылы ғана тексеруге болады деп ойлаймыз.
00: 22: 55.29 Бұл жерде көрсетілген. Бұл реакцияның бұл түрін талдаудың парадигмасы болды.
00:23:02.06 Сонымен, сіз, мысалы, қызыл түсте Ras-ті көресіз және жасыл түсте төмен RasGAP домені (P120 GAP) болып табылады.
00:23:09.13 Содан кейін не көріп тұрсыз, мұнда. егер сіз өте мұқият қарасаңыз
00:23:12.04 Сіз белсенді сайтқа GAP қалдығы бар екенін көресіз.
00: 23: 17.14 Қайтып келгенде, сіз мұны көресіз. сіз мұны дәл сол жерден көресіз.
00: 23: 21.01 Растың белсенді жерін көрсететін аргинин қалдықтары бар
00:23:26.04 және не істейтіні келесі слайдта көрсетілген.
00: 23: 29.06 Біріншіден, бұл слайдта фтор алюминийі шынымен жалпақ үшбұрыш екенін көрсетеді.
00: 23: 34.00 шығатын топ пен нуклеофильді су арасында орналасқан.
00:23:38.07 Сонымен, өтпелі күйдің мимикасы бар.
00:23:39.28 Сондай-ақ, сіз GTP жылдам гидролизіне делдал болатын қалдықтар қандай екенін көресіз.
00:23:45.17 Демек, бұл фосфат болады,
00:23:48.14 сондықтан біз қазір ойлаймыз, егер біз алюминий фториді және
00:23:52.06 нақты өтпелі күй қандай болатынын ойлаңыз
00: 23: 55.06 сізде нуклеофильді су бар және сізде өтпелі күй бар
00: 23: 58.29, онда олар гамма -фосфатпен байланысады
00:24:00.25 және глютамин суды фосфатқа қатысты бекітеді
00: 24: 05.07 акцептор мен сутегі байланысының донорларының өзара әрекеттесуі.
00:24:09.17 Ал аргинин (біз аргинин саусақ деп атайтын) ең алдымен тұрақтандырушы
00: 24: 13.29 сол глутаминнің позициясы және ол оң зарядты жеткізеді
Гамма -фосфаттағы зарядтарды бейтараптандыратын амин тобының 00: 24: 18.03.
00: 24: 22.28 Демек, бұл реакция үшін өте маңызды екі қалдық
00: 24: 27.08 глютамин 61 Ras және аргинин саусағы RasGAP.
00: 24: 32.05 Бұл, мысалы, онкогенді Рас құрамындағы глутамин 61 мутациясының себебін түсіндіреді.
00: 24: 37.19 гидролиз реакциясын бұзады, өйткені сізде, мысалы,
00:24:42.09 лейцин немесе мұндағы кез келген нәрсе, егер бұл жерде өзара әрекеттесу мүмкін болмаса.
00:24:47.00 Сонымен глутамин 61 кез келген мутация онкогенді болып табылады, себебі ол тікелей каталитикалық қалдық болып табылады.
00: 24: 53.16 Сонымен құрылым 12 глицин мутациясының онкогенді екенін түсіндіреді.
00: 24: 58.22 Мұны осы слайдтан оңай көруге болады.
00: 25: 02.04 Сізде глицин 12 бар, ол кез келген қалдыққа мутацияланған кезде оны онкогенге айналдырады.
00:25:06.25 Содан кейін сіз алюминий фторидінің бұл жалпақ үшбұрыш екенін көресіз.
00: 25: 11.08 Сіз глутамин 61 -ді, ал төменде аргинин саусағын көресіз.
00: 25: 16.09 Және олардың барлығы бір -біріне өте жақын, бұл көк үзік сызықтармен көрсетілген
00: 25: 20.04, бұл олардың VanDerWaals қашықтығы екенін көрсетеді.
00: 25: 24.04 Ал енді егер сіз, мысалы, глицинді ең аз амин қышқылына дейін мутациялайтын болсаңыз,
00:25:28.11 бұл аланин болар еді, сіз оның белсенді сайттағы барлық осы қалдықтарды дереу шатастыратынын көресіз.
00:25:34.01 Сондықтан стерикалық себептер бойынша басқа қалдық болуы мүмкін емес
00: 25: 36.24 глицинді қоспағанда, өтпелі күйдегі белсенді учаскеде.
00: 25: 43.08 Сонымен, осының бәрінен аргинин бар екендігі туралы хабар келді
00: 25: 49.00 біз GTPase реакциясында триггерді тартатын аргинин саусағы деп атаймыз.
00: 25: 54.00 Онсыз ол өте баяу және онымен бірге 10^5 есе жылдам болады.
00: 26: 01.01 Біз де қолдандық. Сонымен, сұраққа қайта оралу: бүкіл процесте тарифті шектеу дегеніміз не?
00: 26: 07.00 Сонымен, ішкі GTP гидролизінің негізгі реттеуші сатысы - өте баяу химиялық саты, баяу гидролиз.
00:26:14.29 Бірақ басқа әдісті қолдана отырып, біз қазір мұны білеміз
00: 26: 17.25 жылдамдықты ішінара шектейтін тағы бір қадам бар, мен оны сізге бір минуттан кейін көрсетемін.
00: 26: 23.29 Сондықтан біз уақыт бойынша шешілген Фурье түрлендіретін инфрақызыл спектроскопияны қолданамыз.
00: 26: 28.10 Сонымен біз атомдық ажыратымдылық жасай аламыз.
00:26:33.11 Біз белсенді тораптағы атомдарды миллисекундтық уақыт шкаласында қарай аламыз.
00:26:37.27 Сонымен, амид I және амид II жолақтары бар ақуыздың инфрақызыл спектрін көрсеңіз,
00: 26: 47.20 бұл өте құрылымды ақпарат емес, себебі ол туралы ақпарат қоспасы
00:26:54.26 альфа спиральдары, бета парақтары және т.б. және мұндай суреттен көп бөлшектерді алуға болмайды.
00:27:02.26 Бірақ біз не істейміз, біз реакция үшін байқаймыз. ақуыз А -дан В -ға ауысады делік
00:27:09.05 біз кем дегенде осы сіңіру шкаласында болатын әртүрлі спектрді байқаймыз
00: 27: 16.19 айырмашылықты көрсетпейді, бірақ егер сіз егжей -тегжейлі қарасаңыз.
00: 27: 20.15, осылайша сіз сіңіруді 0,0 және төмендегі абсорбцияны 0,02 көресіз.
00:27:25.14 сондықтан біз өте кішкентай, бірақ өте қайталанатын өзгерістерді көреміз
00: 27: 29.21 реакция барысында А В -ға барғанда.
00: 27: 33.02 Біз А -ның кетуін білдіретін теріс шыңдарды көреміз, ал егер В шықса оң шыңдарды көреміз.
00:27:40.22 Осылайша біз жоғалған нәрселерді және пайда болатын нәрселерді бақылай аламыз
00:27:43.29 реакция барысында және біз оларды FTIR арқылы бақылай аламыз.
00:27:49.25 Егер солай етсеңіз. сондықтан, ең алдымен, біз реакцияны белгілі бір уақытта бастауымыз керек
00: 27: 56.25 екінші уақыттық құрылымдық өзгерістерді бақылау үшін.
00: 28: 03.04 Мұны істеу үшін біз басқа аналогты қолданамыз
00: 28: 07.00 және басқа аналог - бұл Роджер Гуди жасаған GTP торлы
00: 28: 10.22, ол менің институттағы әріптесім.
00:28:14.05 Бұл торлы GTP гамма-фосфатта тор тобы деп аталатын нәрсе арқылы бұғатталған.
00: 28: 20.22 Сондықтан ол гидролизге жол бермейді, бірақ енді жарықтың әсерінен сіз тордың тобын ажыратуға болады.
00:28:26.21 және енді сізде Ras-GTP бар, ол кейін ЖІӨ мен Пиге дейін гидролизденеді.
00: 28: 31.19 Егер сіз осылай жасасаңыз, GAP жоқ Ras дейік,
00: 28: 39.11 сіз көріп отырғаныңыздай, сізде а. мысалы, сіз сіңіруді көресіз.
00:28:44.22 сондықтан сіз инфрақызылдан білуге ​​болатын кез келген сіңіру байланыстардағы атомдық дірілді көрсетеді.
00: 28: 51.09 Мысалы, сіз тербелістерді көресіз
00:28:53.15 альфа, бета, гамма, олар соңына қарай төмендейді және 2 сағат, 5 минуттан кейін нөлге айналады.
00: 29: 00.29 Сондықтан айырмашылық спектрі (бастапқы спектрден соңғы спектрді алып тастаңыз)
00: 29: 06.16, содан кейін сіз тек реакция кезінде болатын өзгерістерді көресіз.
00: 29: 11.23 Бұл қалыпты жағдай. Ras GTP гидролиздегенде бір ғана экспоненциалды ыдырау болады.
00: 29: 18.21 Маңызды мәселе жоқ.
00:29:20.15 Бірақ бір қызығы, сіз GAP делдалдық реакциясын талдаған кезде
00: 29: 24.26, себебі қазір сіз бірде -бір экспоненциалды ыдырауды көрмейсіз, бірақ кенеттен аралық өнімдер пайда болғанын көресіз.
00:29:30.14 Сіз көтерілетін және төмен түсетін шыңдарды көресіз, ал ең бастысы -
00: 29: 35.04 1113 нөмірімен көрсетілген. Бұл нақты өзгерістің жиілігі.
00:29:39.28 Сондықтан сіз әр топтың не істеп жатқанын, оның не тиесілі екенін талдауыңыз керек.
00:29:47.06 Сонымен, біз не істеп жатырмыз. біз бұл техникаларды әзірледік
00: 29: 52.17 немесе Бохум университетіндегі әріптестеріміз
00:29:56.03 олар әр өткізу қабілеттілігінің не екенін анықтау әдістерін әзірледі,
00: 30: 01.01 әр жиілік дегеніміз не. сіңіру қабілетінің өзгеруі. неге байланысты.
00:30:03.28 Мысалы, сіз GTP үшін сіңіру өзгерісі болатынын табасыз
00:30:10.13 жылдамдық тұрақтысы k2. Сонымен k1 - фотоизомеризация, k2 - бір реакция, k3 - келесі реакция.
00:30:17.18 Егер сіз мұны жасасаңыз, сіз k3 арқылы өсу мен азаю аласыз.
00: 30: 21.12 Содан кейін 1113 -те келе жатқан аралық өнім бар.
00: 30: 26.12 Ол k2 -мен келеді және k3 -пен ыдырайды.
00: 30: 30.01 k3 бар ақысыз Pi бар. Осының бәрінен біз қорытынды жасай аламыз
00:30:35.18 мұнда осы сіңіру жиілігі бар Pi аралық өнімі бар, 1113 см^-1
00:30:44.02 ол k2 жылдамдық тұрақтысымен пайда болады және k3 жылдамдық тұрақтысымен ыдырайды.
00: 30: 50.03 Сонымен, басқаша айтқанда, Пи -дің шығуы қазір көрініп тұр.
00: 30: 54.25 Сондықтан біз Пи шыңы шыққан кезде гидролизді көреміз.
00: 30: 58.21 Ал біз ол кеткенде ыдырауды көреміз.
00: 31: 01.01 Сіз мұны мұнда көресіз, мысалы, нақты уақытта.
00: 31: 03.25 Сонымен, абсорбция k2 жылдамдық тұрақтысымен өзгереді. схеманы мына жерден көресіз:
00:31:09.05 Рас қосулы күйде болғанда, Pi күйіне өтеді және сіз Pi ақуызымен байланысқандығын көресіз.
00: 31: 17.13 пайда болады және реакция кезінде Pi диапазоны төмендейді.
00: 31: 21.20 Және бұл бірнеше рет қайталанады.
00: 31: 23.07 Сіз сондай -ақ реакция камерасына кіретін және одан шығатын аргинин бармағының болуы үшін.
00: 31: 30.00 Сондықтан біз ақуызды ғана емес,
00: 31: 32.16 біз фосфат диапазонында атомдық ажыратымдылықпен миллиондық екінші шкала бойынша жүре аламыз.
00:31:40.26 Бұл бізге қазір барлығын бірге айтады, бұл бәрінен алынған хабар,
00: 31: 46.01, егер сізде 92кДж/мольдік гидролиз реакциясының жоғары активтендіру энергиясы болса.
00: 31: 54.01 сіз енді реакцияны екі жартылай реакцияға бөліңіз,
00: 31: 57.16 активтендіру энергиясы төмен, сондықтан оны тездетеді.
00: 32: 01.08 Сонымен, сізде бөліну реакциясы үшін бірінші активация энергиясы бар. бұл Рас-ЖІӨ-Пи әкеледі.
00:32:08.03 Сізде Pi шығаратын екінші қадам бар, енді сізде өнім бар.
00: 32: 12.14 Демек, бұл тағы да ферментологияның жалпы тақырыбы
00:32:15.12 фермент катализделген реакция белсендіру энергиясын төмендетеді
00:32:20.00 бір реакцияны төмендету арқылы ғана емес, сонымен қатар оны ішінара қадамдарға бөлу арқылы
00:32:24.28 олардың әрқайсысында әртүрлі белсендіру энергиясы бар.
00: 32: 29.22 Мұнда сіз активтендіру энергиясы 59 ккал/моль екенін және 66 екенін көресіз
00: 32: 36.04 - бұл сәл жоғары, сондықтан бұл жалпы реакцияның жылдамдығын шектейтін қадам.
00:32:45.12 Енді сізге беруге рұқсат етіңіз. бұл Рас болды және бұл ісіктің пайда болуына әкеледі
00:32:50.14 және біз бұл функцияның биофизикалық деңгейде қалай екенін егжей-тегжейлі талдадық
00:32:55.02 бірақ енді маған кейбір GTPase реакциялары неге жұмыс істемейтініне оралуға рұқсат етіңіз,
00: 33: 03.00 олар аурудың әр түріне қалай әкеледі.
00: 33: 05.20 Нейрофиброматоз - солардың бірі.
00:33:07.27 Мен сізге нейрофибромин, геннің гендік өнімі Рас GAP екенін көрсеттім.
00:33:15.09 I типті нейрофиброматоз деп аталатын ауру бар. Адамдардың терісінде кафе немесе лаит дақтары бар,
00: 33: 22.21 кейде теріде ұсақ ісіктер пайда болады, олар кейде өте үлкен және пішінін өзгертеді
00: 33: 28.16, олар нейрофиброматоз генінің жойылуының мутациясына байланысты.
00:33:35.21 Мысалы, біз GAP және NF1 арқылы GTP гидролизінің механизмінде жұмыс істеген кезде,
00:33:43.00 Берлиндегі Charite клиникасының әріптесі бізге келіп, оның бар екенін айтты.
00:33:48.03 науқас әйел 35 жасында қайтыс болады және оның үш ұлы бар.
00: 33: 55.20, онда да ауру бар. Және ол науқастың қанын, содан кейін ісіктің өзін талдады.
00: 34: 04.22 Ол нейрофибробром тізбегінде мутация бар екенін білді
00:34:11.29 мұнда аргинин пролинге мутацияланады. Сіз аргининнің пролинге мутацияланғанын көресіз.
00: 34: 17.13 Егер каталитикалық аргинин болмаса, мен сізге бұл туралы айтпас едім.
00:34:21.19 Осылайша оларда каталитикалық аргининде мутация бар екені анықталды.
00: 34: 25.23 және сіз қазір бұрын көрсеткен GTPase реакциясын жасағанда,
00: 34: 30.09 сізде NF1 қалыпты жағдайда сізде көк қисық бар екенін көресіз,
00: 34: 37.17 бұл флуоресценцияның жоғарылауын және гидролизбен бірге төмендеуді білдіреді
00: 34: 43.03, ал егер сіз осы мутацияны R -дан P -ге алсаңыз, сізде жоғарылау бар, бұл күрделі түзілуді білдіреді
00:34:48.03 бірақ гидролиз жоқ және біз осы уақытта талдаған басқа пациент бар
00: 34: 53.16 тағы бір нәрсеге аргинин, бұл жағдайда Q,
00:34:58.09 Ras-те GTP гидролизі қабілетінің блогына әкеледі.
00:35:02.17 Сондықтан маңызды аргининнің мутациясы нейрофиброматоз ауруына әкеледі.
00: 35: 08.16 Сонымен қатар, мен нейрофиброминнің басқа да көптеген мутациялары бар екенін атап өтуім керек
00: 35: 13.22, сонымен қатар көптеген науқастарда фенотиптік жағынан өте өзгеше ауруды тудырады.
00:35:20.26 Енді сізді басқа жүйемен таныстыруға рұқсат етіңіз
00:35:24.06 биохимиялық тұрғыдан да, басқа ауру тұрғысынан да қызықты
00: 35: 29.11 Мен уақытында келемін.
00: 35: 33.03 Сонымен, мен айтатыным - бұл рэп деп аталатын молекула, оның RasGAP туысы бар екені анық.
00: 35: 40.16 Ал Рэп - Рас -тың жақын гомологы және оның аты осыдан шыққан
00: 35: 44.05 бұл Рас үшін өте гомолог, себебі Rap Rap Proximate дегенді білдіреді.
00:35:49.07 Бұл Растың жақын гомологы болып саналса да, ол мүлдем басқа нәрсе жасайды.
00: 35: 55.14 Оның ЖІӨ мен ЖЖҚ арасында бірдей цикл болатыны анық. Сондықтан ол молекулалық қосқыш ретінде жұмыс істейді.
00: 36: 02.00 Бірақ бұл Рас немесе дифференциация сияқты емес, керісінше
00:36:06.10 ол интегринді белсендіруге немесе тромбоциттерді белсендіруге немесе басқа нәрселерге қатысады.
00: 36: 11.19 Демек, рэп биологиясы мүлде басқа.
00:36:14.17 Неліктен биохимия соншалықты қызықты, бұл Рэп жалғыз гомолог
00: 36: 22.12 немесе Рас супер отбасының глутамині жоқ жалғыз мүшесі
00:36:27.18 мұнда Ras глутамин 61 GTP гидролизіне қатысады.
00:36:33.01 Сонымен, ол GTP гидролизі өте маңызды деп ойлаған қалдықты жіберіп алады және мұнда ол жоқ.
00: 36: 39.18 Және, әрине, бұл неліктен және RapGAP қалай жүзеге асады деген сұрақ туындайды
00: 36: 42.25 содан кейін осы жүйеде жұмыс жасаңыз және ол реакцияны қалай ынталандырады.
00:36:48.29 Ең алдымен, сізді RapGAP-пен таныстыруға рұқсат етіңіз.
00:36:52.24 Мұнда олардың бесеуі көрсетілген, бірақ адам геномында одан да көп.
00: 36: 57.23, бірақ бұл бес RapGAP барлығында өте гомологиялық домен бар
00:37:04.02 бұл жерде ашық көк және қою көк бояумен көрсетілген
00: 37: 08.09 мұнда ашық көк заттар қара көкке қарағанда біршама ерекшеленеді.
00: 37: 12.05 Мен құрылымды қараған кезде түсіндіремін.
00: 37: 13.21 Сонымен, бұл бес RapGAP -тың домендік ұйымы біршама ерекшеленеді.
00: 37: 17.25 Демек, олар өз жұмысын басқа биологиялық контексте атқарып жатқан шығар.
00:37:23.04 Оның қызықты себебі - қара көк гомологиялық аймақ
00: 37: 28.10 сонымен қатар Tuberin деп аталатын ақуызда сақталады
00:37:30.17 ол мен соңында айтатын ауруды білдіреді.
00:37:34.03 Сондықтан бұл реакцияны қарау қызықты болды.
00:37:37.06 Бұл реакцияны қараудың қызықты болуының үшінші себебі келесі слайдта көрсетілген.
00: 37: 42.19 Бірақ мұны жасамас бұрын, мен сізге бірінші кезекте тоқтаған ағынды флуоресцентті талдауды көрсетуге рұқсат етіңіз.
00:37:48.23 Біз бұл реакцияны биохимиялық жолмен қарай алатын жүйені жасадық
00: 37: 53.12 және мутацияны, реакция жылдамдығын және т.б.
00: 37: 58.13 Сонымен, бізде RapGAP-пен Rap-GTP өзара әрекеттеседі
00: 38: 03.20 Сіз үлкен флуоресцентті ұлғаюды аласыз, бұл күрделі түзілуге ​​байланысты
00: 38: 07.28 және өнімнің GTP гидролизі мен диссоциациялануына байланысты төмендеуі.
00: 38: 12.25 Және бәрі бір секундтан кейін аяқталды.
00: 38: 16.03, ал RapGAP болмаса, бүкіл реакция бірнеше сағатқа созылады.
00:38:19.25 Сонымен, басқаша айтқанда, бізде қайтадан реакцияның 10 ^ 5 ынталандыруы бар.
00:38:23.15 Бірақ мұның себебі биохимиялық және механикалық тұрғыдан қызықты жүйе,
00: 38: 29.09 - бұл RapGAP -та сақталған аргининдердің саны бар екені анық
00:38:35.00 біз олардың біреуі жүйеге аргинин саусақпен қамтамасыз етуге қатысады деп ойладық.
00: 38: 39.06 Шындығында, біз олардың барлығын аланинге мутацияладық
00:38:42.06 және олардың ешқайсысы осы жерден көруге болатындай белсенділікке ешқандай әсер етпейді.
00: 38: 48.02 Сонымен, ең нашар реакция .5/секундқа жақын.
00: 38: 52.02 Яғни, аргининдердің мутациясын жасаған кезде ешқандай әсер етпейді.
00:38:55.29 бұл реакцияға қатысатын аргинин саусақтарының болуы екіталай.
00: 39: 00.23 Сонымен, екі қалдық, ішкі глутамин мен аргинин саусағы транс
00: 39: 09.04 - бұл Рас және Ро және басқалары маңызды катализ бұл жүйеде жоқ.
00: 39: 17.05 Яғни, бүкіл химия мүлде өзгеше болуы керек.
00:39:21.15 Сонымен, біз жүйенің FTIR-ге қайта қарадық және
00: 39: 26.07 бұл олардың құрылымы біршама өзгеше деп ойлайтын ерекшеліктерді көрсетеді.
00: 39: 31.16 Негізгі ерекшеліктері - төмендеу мөлшерлемені шектейтін Pi аралық өнімнің болуы
00: 39: 37.23 реакция үшін және оның химиялық құрамы сәл өзгеше болса да,
00: 39: 41.27 әр түрлі сіңіру спектрлері көрсеткендей, бұл кинетикалық тұрғыдан алғанда ең маңызды аралық өнім.
00: 39: 50.11 Бірақ не қызықты болды және біз бұл жағдайда RapGAP жағдайында таптық.
00: 39: 56.10 және ол басқа жүйелерде де табылды,
00: 39: 58.27 - бұл GTPase реакциясы қайтымды,
00:40:01.29 бұл ақылсыз болып көрінеді, өйткені бұл төмен реакция.
00: 40: 05.06 Егер сіз ЖІӨ мен Pi мен бүкіл жүйені алсаңыз, сіз ешқашан GTP құрмас едіңіз.
00: 40: 09.22 Бірақ не болады, егер сіз реакцияны талдайтын болсаңыз
00:40:13.05 Қалыпты судың орнына осы қара нүктемен көрсетілген O18 суын пайдалану,
00:40:17.23 Сіз реакцияда сіз гидролиз аласыз, содан кейін сіз ЖІӨ мен Пи аласыз деп күтесіз
00: 40: 23.27, онда бір фосфат О18 оттегі деп белгіленеді, бір оттегі о18 деп белгіленген.
00: 40: 30.12 Бірақ бір О18 оттегімен Пи алудың орнына, екі О18 оксигені бар Пи аласыз,
00:40:36.24 үш O18 оттегімен және массалық спецификациямен талданған төрт O18 оттегімен.
00: 40: 42.11 Сіз массалық спектроскопиямен талданған осы төрт өнімді қайдан алуға болатынын көресіз.
00:40:49.27 Сонымен, бұл қалай болады?
00: 40: 51.09 Бұл ақуызда сізде ұзақ өмір сүретін аралық өнім болғандықтан болады
00:40:56.00 ЖІӨ және Pi, өнімге кірмес бұрын белсенді сайтта отыру
00: 41: 03.10 гамма -фосфатта бір оттегімен ГТП жасау үшін кері реакция жасаңыз.
00: 41: 08.15 Енді, егер ол қайтадан O18 сумен әрекеттессе, өнімге екінші O18 қосылады.
00: 41: 15.27 Егер бұл қайталанса, үшінші және төртінші.
00: 41: 18.16 Сонымен, жалпы реакция төмен болса да,
00:41:22.12 ферментте сіз кері реакция аласыз.
00: 41: 24.15 Пи босатылғаннан кейін сіз оны ешқашан ала алмайсыз
00:41:28.21 өйткені кері реакция үшін белсендіру энергиясы тым жоғары.
00: 41: 33.18 Сонымен, біз RapGAP құрылымын да шештік.
00: 41: 37.06 Бұл екі домендік құрылым, онда сіз бір доменді көресіз, сол жақта,
00: 41: 44.07-каталитикалық домен-мен көрсеткен гомология диаграммасындағы қою көк аймақ
00: 41: 49.01 және ақшыл көк заттар - катализ үшін маңызды емес димеризация домені
00: 41: 53.08, бірақ ақуызды димерлеу үшін бар
00: 41: 56.18 қандай да бір себеппен біз білмейміз.
00: 42: 00.13 Сонымен, каталитикалық доменді талдай отырып, сіз өзіңізден:
00: 42: 03.10 Сақталған қалдықтар дегеніміз не және олардың қайсысы катализде маңызды рөл атқарады?
00: 42: 08.04 Мен көрсеткен күлгін спираль - ең сақталған аймақ.
00: 42: 12.00 Демек, бұл спиральдағы қалдықтар қандай да бір жолмен катализге қатысады.
00: 42: 18.05 Шынында да, сіз олардың көпшілігін мутациялай аласыз және сіз белгілі әсерлерді көресіз.
00: 42: 21.12 Бірақ ең әсерлі әсер мутацияға ұшыраған кезде болады
00:42:25.01 N290, сондықтан аспарагин, осы каталитикалық спиральда отыр.
00:42:29.08 Оны мутациялағанда, сіз келесі нәтиже аласыз.
00: 42: 33.00 Сонымен, біз оны Аргинин саусағына әсер ету үшін Асн-бармақ деп атаймыз.
00: 42: 39.03 Демек, бұл Асн-бармақ және сіз оны неге Асн-Бас бармақ деп атайтынымызды бір сәтте көресіз.
00:42:44.26 Сонымен, ең алдымен, мен айтқан мутацияға қарасаңыз,
00: 42: 48.27, егер сіз N290A мутациясын қабылдап, реакцияны қайтадан талдайтын болсаңыз,
00:42:55.09 бұл флуоресцентті тоқтатылған ағынды талдау, сіз жабайы түрі кешенді жасайтынын көресіз
00:43:00.25 содан кейін өнімге ыдырайды,
00:43:02.26 мұндағы мутация кешен жасайды, бұл біркелкі, айтпақшы, жабайы түрдегі жағдайға қарағанда тығызырақ,
00:43:09.15 бірақ гидролиз мүлдем жоқ.
00:43:11.07 Реакция жалғасуда. Ол жоғарыда қалады және ешқашан төмен түспейді.
00:43:14.21 Ал аланинге H287 сияқты мутация жасасаңыз,
00:43:20.22 Сіз флуоресценция төменде тұрғандықтан күрделі түзілім жоқ екенін көресіз.
00: 43: 24.04 Демек, бұл реакция өлі, себебі ол байланыстыра алмайды
00: 43: 27.08, бірақ қызыл реакция - бұл маңызды каталитикалық қалдық деп ойлаймыз.
00: 43: 32.12 Біздің ойымызша, тек биохимияға қарап.
00:43:35.15 Әлбетте, оның не істейтінін білу үшін құрылымды қайтадан шешу керек,
00:43:38.26 біз мұны істедік. Бұл Rap-RapGAP кешені.
00: 43: 43.15 Сіз мұнда қызыл және жасыл түсті RapGAP, ал көк рэп екенін көресіз.
00: 43: 49.20 Ал сіз GTP көресіз. Егер сіз егжей -тегжейлі қарасаңыз, сіз не көресіз,
00:43:54.02 - бұл RapGAP қызыл каталитикалық доменінен тағы бір нәрсе бар
00: 43: 59.06 белсенді сайтқа енгізіңіз, бұл аспарагин.
00: 44: 01.17 Әлбетте, бұл мен айтқан аспарагин.
00: 44: 04.20, ол Рэптің белсенді сайтына енеді. Сондықтан біз оны Асн-бармақ деп атаймыз
00: 44: 08.28 басқа жүйелердегі аргинин саусағына қатысты.
00:44:12.27 Егер сіз белсенді сайтта не болып жатқанын егжей-тегжейлі қарастырсаңыз,
00: 44: 17.02 және егер сіз оны Ras ақуызының үш құрылымымен және олардың туыстық GAP -імен салыстырсаңыз,
00:44:26.19 Ran және RanGAP, Ras және RasGAP және Rho және RhoGAP қабылдау,
00:44:31.18 мұнда Rho және RhoGAP Rittinger және т.б. және басқа құрылымдар бізден,
00: 44: 35.14 сіз көресіз, бұл жерде қалған үшеуі, осы үш құрылымы,
00: 44: 40.12 каталитикалық суға бағытталған глутамин бар,
00:44:44.29 мұнда көрсетілген гамма-фосфатқа шабуыл жасайды,
00: 44: 47.09, бұл алюминий фторид,
00:44:50.01 тасымалданатын гамма фосфатқа ұқсайтын өтпелі күй.
00:44:54.08 Мұндағы қызыл құрылымда глютамин 61 орнына треонин бар
00: 45: 00.19 белсенді сайттан шығатын жолдардың катализге қатысы жоқ.
00: 45: 04.01 Оның орнына, сіз көріп тұрғандай, бұл жерде күлгін спираль осы аспарагинді енгізеді
00:45:09.19 белсенді сайтқа дәл басқаларында глутамин бар позицияда.
00:45:14.23 Сонымен, мұндағы айырмашылықтар: басқа үш құрылымда глутамин бар, ол cis
00: 45: 19.29 және Rap және RapGAP транс -да аспарагинге ие
00: 45: 23.17, ол дәл осылай жасайды, яғни каталитикалық суды тұрақтандырады.
00: 45: 30.04 Ал ақуыздың бетіне қарасаңыз,
00:45:34.01 бұл беттік бейне ретінде көрсетілген рэп беті,
00:45:39.07 және оған қосылған RapGAP-тен тек спираль.
00:45:43.09 Ол бетінде отырады және бұл аспарагинді белсенді сайтқа енгізеді.
00: 45: 48.13 Сонымен гамма -фосфат осы тесіктен шығады.
00:45:50.08 Барлық RapGAP шын мәнінде бұл Asn спиральында бар, ол оны белсенді сайтқа орналастырады,
00: 45: 57.17 және бұл, кем дегенде, химиялық мағынада,
00:46:03.03 GTPase реакциясын 10^5 есе ынталандыруға жауапты
00:46:07.10 өйткені егер сіз бұл затты мутацияға ұшыратсаңыз, ол бәрібір жақсы байланысады, бірақ гидролиз мүлдем болмайды.
00: 46: 11.22 Бұл бізді тағы да расқа қарсы препараттардың болашағы туралы ойлануға мәжбүр етеді.
00:46:18.02 Егер мұндай қалдықты белсенді сайтқа енгізу қажет болса,
00: 46: 22.11 химия тұрғысынан бұл мүмкін болуы керек,
00: 46: 24.24, бірақ бізге дұрыс байланысатын молекулаларды дамыту керек
00: 46: 28.12 бетіне шығады, бұл оңай емес және біз әлі де мұны жасай аламыз деп ойлаймыз.
00: 46: 35.15 Бұл тағы да осыған оралады.
00:46:38.00 Қатерлі ісікке қарсы дәрілік мақсатқа жақындау ретінде,
00: 46: 42.03 онкогенді Рас гидролизін қоздыратын молекулаларды табайық.
00:46:46.20 Біз RapGAP көмегімен байқағанымыздан біз мұны істеуге болатынына үміттенеміз.
00:46:54.26 Rap-RapGAP жүйесімен жұмыс істеудің үшінші себебі - бұл
00: 47: 03.05 бұл туберкулезді склероз деп аталатын аурумен байланысты, қатерсіз ісік.
00: 47: 06.19 Адамдар көптеген мүшелерде гамартомамен келеді.
00:47:09.16 Бірақ ең айқын ерекшелігі және бұл атау неден шыққан
00:47:14.07 Мидың ЯМР жасаған кезде адамдар бар
00: 47: 16.29 Мидың ЯМР -де көрген мидағы склеротикалық, түйнек тәрізді заттар.
00: 47: 24.17 Адамдарда Туберин және Хамартин деп аталатын екі белокта мутация бар.
00: 47: 30.22 Ал Туберин, мен сізге бұрын көрсеткендей, жоғары гомологияға ие
00: 47: 34.22 RapGAP үшін бұл қара көк аймақта, бұл каталитикалық аймақты білдіреді.
00:47:39.07 Егер сіз қазір қарасаңыз, мысалы, туберозды склероздағы пациент мутациялары,
00: 47: 44.23 Туберинде, олар пайда болған жерде.
00:47:47.00 Және бұл әртүрлі RapGAP реттілігінің туралануы және олар Туберин тізбегімен сәйкес келеді.
00: 47: 53.27 Сіз көріп отырсыз, ең сақталатын аймақ тағы да
00:47:57.09 бұл жерде (қызыл заттар) каталитикалық спираль бар.
00: 48: 01.08 Туберкулезді склерозбен ауыратын науқастың мутациясының бірі
00:48:04.22 (және көбінде бұл мутация бар) қосулы
00: 48: 07.06 біз білетін бұл аспарагин - каталитикалық маңызды қалдық.
00:48:11.08 Сонымен, бұл біз бұрын көрген нәрселердің тағы бір нұсқасы
00:48:14.21 Маңызды каталитикалық қалдық туберозды склероз ауруында мутацияға ұшырайды.
00: 48: 21.19 Сондықтан, маған соңғы бес минут ішінде сізге тағы бір ауру берейін.
00: 48: 25.22 тек Ras және Rap жүйесі ғана емес екеніне көз жеткізу үшін,
00:48:28.28 GTP гидролизіне қабілетсіздігі әртүрлі ауруларға әкелетін көптеген аурулар бар.
00:48:35.07 Демек, бұл Retinitis pigmentosa.
00: 48: 38.28 Адамдарда торлы қабықта пигменттер болады. Аты содан шыққан.
00: 48: 42.28 Және олар көру қабілетінен айырылады, перифериялық көруден айырылады.
00: 48: 47.00 Демек, бұл ғимаратты көрген қарапайым адам және бұл аурумен ауыратын науқас
00: 48: 52.15 ол перифериялық көру қабілетін біртіндеп жоғалтады.
00: 48: 56.00 Содан кейін ауру толық дамығаннан кейін толық көру қабілетін жоғалтады.
00:49:01.19 Ретинит пигментозында мутацияланған бірқатар гендер бар
00:49:06.12 олар RP12x деп аталады және бәрібір.
00: 49: 09.28 Және RP2 деп аталатын бір формасы бар.
00: 49: 13.03 Бұл X-байланысты ауру, онда адамдарда мутация бар. Ақуызда көптеген нүктелік мутациялар.
00: 49: 21.16 Біз ақуыздың құрылымын анықтадық, ол осылай көрінеді.
00:49:24.24 Бұл бета спиральды домен және бұл басқа домен.
00:49:27.20 Сіз талдайтын көптеген мутацияларды көресіз.
00:49:31.06 Сіз көрген нәрсе мутациялардың көпшілігі екенін білесіз
00:49:37.16 құрылымды анықтаңыз немесе бұзыңыз, мүмкін, олар ішінде болғандықтан
00: 49: 41.24 ақуыздың гидрофобты ядросы және сіз мұны елестетесіз
00: 49: 45.04 олар катализге немесе бұл ақуыздың өзара әрекеттесуіне ештеңе жасамайды.
00:49:50.19 Бірақ мұнда көрсетілген бірнеше мутация бар, мысалы,
00:49:54.01 E138G немесе R118 H, K немесе C. Сондықтан бұл қалдықтар ерітіндіге айналады.
00: 50: 03.27 Сондықтан сіз олар ақуыздың өзара әрекеттесуі үшін маңызды нәрсе жасайды деп ойлайсыз
00:50:08.20 немесе бірдеңе - олар бұл ақуыздар әдетте істеп жатқан нәрсеге қатысады.
00:50:14.20 Сонымен, біз тағы да Arl3 арасындағы кешеннің құрылымын шештік.
00: 50: 19.13 Сонымен, біз RP2-нің Ras-тәрізді басқа ақуыз Arl3-пен әрекеттесетінін білдік.
00: 50: 24.26 Ол Arl деп аталады, себебі бұл Arf байланысты ақуыз.
00: 50: 28.04 Біз оның құрылымын шештік. Сіз бұл жерде күлгін түсті RP2 болатынын көресіз.
00:50:37.25 Сіз жасыл түсте GTP байланыстырылған пішінде Arl3 болатынын көресіз.
00: 50: 41.25 Ал сіз көрген нәрсеге, егер сіз қайтадан мұқият қарасаңыз,
00: 50: 44.26, сіз дәл осы жерде RL2 қалдығы бар екенін көресіз, ол Арлдың белсенді учаскесін көрсетеді.
00:50:52.10 Сондықтан біреу RP2 не істеп жатқанын білмеді, бірақ біз құрылымды шешкен кезде,
00:50:55.17 біз оның GAP сияқты иісі барын бірден көре алдық, өйткені
00: 50: 59.18 ол аргинин саусағын басқа ақуыздың белсенді орнына енгізеді.
00:51:05.08 Егер сіз белсенді сайтты егжей-тегжейлі қарасаңыз, бұл ЖІӨ болатынын көресіз, қайтадан,
00:51:10.28 бұл алюминий фториді, бұл Arl3 глутамині,
00: 51: 15.14 және бұл RP2-Q116, R118, E138 үш қалдықтары.
00:51:21.26 Және, анық, бұл қалдықтардың барлығы ретинит пигментозында мутацияланған.
00: 51: 27.15 Ал сіз аргининнің сіз бұрын көрген нәрсені істеп жатқанын көре аласыз.
00:51:32.22 Ол мутацияға ұшыраған кезде осы басқа қалдықтармен және барлық үш қалдықпен тұрақтандырылады,
00:51:38.10 RP2 GAP белсенділігін бұзу.
00: 51: 41.26 Міне, құрылым бізге ақуыздың не істеп жатқанын айтты.
00: 51: 44.19 Функция мен құрылым туралы ешқандай түсінік болған жоқ, дәлірек айтқанда, бұл Arl3 үшін GAP.
00:51:53.17 Енді мен сізге айтып жүрген қорытындыға келуге рұқсат етіңіз.
00:52:00.12 Ең алдымен, Растың өзі туралы қорытынды болуы мүмкін, себебі бұл ең маңызды онкоген.
00:52:06.14 Бұл толық емес фермент, ол GTP өте тез гидролиздей алмайды.
00:52:11.09 Бірақ содан кейін II қосқыш пен глутамин 61 тұрақтандыратын RasGAP келеді,
00: 52: 16.10 - бұл маңызды құрылымдық каталитикалық элемент, ол сонымен қатар аргинин саусағын белсенді аймаққа жеткізеді.
00: 52: 23.04 Сізде Gln1 мутациясы бар-61 глутаминнің кез келген мутациясы-онкоген
00:52:28.29 себебі ол каталитикалық қалдықты (жүйені) өткізіп жібереді.
00:52:33.00 Сізде GTP гидролизін орындау үшін стерикалық түрде бұзылған глицин мутанттары бар.
00: 52: 38.21 Аргинин саусағымен ешқандай жол жоқ
00: 52: 42.06 глицин 12 мутациясы болған кезде өзінің дұрыс орнына бара алады.
00: 52: 46.04 Сондай-ақ, мен сізге ЖІӨ-Пи аралық өнімінің қатаң байланысы бар екенін көрсетті.
00: 52: 50.02 Жүйеде Pi шығарылымы жылдамдықты шектейді.
00: 52: 54.28 Егер GAP болмаса, химиялық бөліну реакциясы жылдамдықты шектейтін қадам болып табылады.
00: 53: 00.23 Екінші қорытынды-Рас әулетіне жалпы.
00:53:05.01 Рас протеиндері толық емес ферменттер болып табылады.
00:53:07.20 Олардың барлығы GTP өте, өте баяу гидролиздейді.
00: 53: 09.27 Оларда туыстық GAP бар.
00: 53: 12.02 Сонымен, әрбір суб-ақуыз ақуыздары, кейде тіпті суб-отбасындағы ақуыздар,
00: 53: 16.24 жылдам GTP гидролизі үшін, катализ үшін қажет белгілі бір туыстық GAP бар.
00: 53: 22.17 Кейбір GAP -лар аргинин саусағын береді
00: 53: 25.02 және мен сізге қазір әр түрлі мысалдарды көрсеттім-Рас пен Ран мен Ро.
00: 53: 30.15 RabGAPs агринин мен глн береді.
00: 53: 34.23 Кейбір GAPs Asn саусағын ұсынады.
00: 53: 37.00 Мен сізге RapGAP мысалын көрсеттім және Туберин де дәл солай істейтін шығар.
00: 53: 41.03 Pi шығарылымы жиі мөлшерлемені шектейді.
00: 53: 44.10 Бұдан да маңыздысы - бұл менің бүкіл әңгімеге арналған хабарым.
00:53:47.19 бұзылған GTPase реакциясы бірқатар ауруларға қатысады:
00:53:53.24 қатерлі ісік, нейрофиброматоз, туберозды склероз,
00:53:58.03 ретинит пигментозасы және мен айтпаған тағы басқалары.
00: 54: 01.07 Назар аударғаныңызға рахмет. Бірақ мен едім.
00: 54: 03.00 Тоқтамас бұрын, алдымен жұмыс жасаған адамдарға алғыс айтуға рұқсат етіңіз.
00: 54: 07.18 Мен айтқан ең ескі оқиға - бұл Ras және RasGAP,
00:54:11.22 оны зертханадағы үш пост-доктор, Реза Ахмадиан, Клаус Шеффзек және Роберт Миттал жасады.
00: 54: 17.23 RapGAP тарихын студенттер Оли Даумке, Астрид Крамер,
00:54:23.14 Парта Чакрабарти және Андреа Скрима.
00:54:26.18 Ал RP2 оқиғасын Стефан Велтель мен Карин Кунель жасады.
00:54:32.04 Мен сізге көрсетіп жүрген көптеген фильмдерді Ингрид Веттер жасаған.
00: 54: 36.20, ол менің кристаллография зертханамды басқарады.
00:54:38.15 Ол барлық жобаларда өте пайдалы болды.
00: 54: 42.13 Ал бізде. FTIR бойынша біз ынтымақтастығымыз бар
00: 54: 46.03 Бохум университетіндегі әріптестеріміз - Клаус Герверт пен Карстен Коттинг.
00:54:51.03 Назарларыңызға рахмет.
00:54:52.10

  • 1-бөлім: молекулалық қосқыштар ретінде GTP-байланыстыратын ақуыздар

Субстрат деңгейінің фосфорлануы

Субстрат деңгейіндегі фосфорлану процесі концептуалды түрде қарапайым. Іс жүзінде бұл күрделі, өйткені нақты жеке тұлға химиялық реакциялар болуы тиіс катализделген нақты жеке тұлға бойынша ферменттер шығару ATP.

Фигураның аңызы: субстрат деңгейіндегі фосфорлану кезінде спецификалық фермент, басқа ATP синтазасы қатысу хемиосмос, катализдейді the фосфорлану ның ADP тудыру ATP. Олар екеу ферменттер байланысты гликолиз мұндай реакциялар қай жерде жүреді & ndash фосфоглицераткиназа және пируват киназа & ndash және Креб циклі, сукцинилкоэнзим А синтаза. Соңғысында солай GTP гөрі ATP дегенмен бірден шығарылады GTP содан кейін түрлендіріледі ATP.

Субстрат деңгейіндегі фосфорланудың мысалдары органикалық емес фосфаттарды жою болып табылады. 1,3-бифосфоглицерат немесе фосфоэнолпируват қалыптастыру 3-фосфоглицерат немесе пируватсәйкесінше, сондай -ақ ATP. Субстрат деңгейіндегі фосфорлану қадамдары мына жерден көрінеді гликолизжәне субстрат деңгейіндегі фосфорлану да байқалады Кребтің лимон қышқылының циклі.

Субстрат деңгейіндегі фосфорлану жай ғана ферментативті катализделген химиялық реакцияАТФ беретін біреуі болса да. Керісінше фосфорлану арқылы жүзеге асады хемиосмотикалық процестер ретінде сипатталған сияқты тотығу фосфорлануы. Соңғысы - бұл процесс ATP өндіріс әлдеқайда жеке адамды қамтиды молекулалық ойыншылар, соның ішінде электронды тасымалдау тізбегі, а ұрпағы протон-қозғаушы күш (бұл бұзылмауды талап етеді липидті екі қабатты және байланысты ұялы бөлу) және а күрделі фермент ретінде белгілі ATP синтазасы.


Мазмұны

Тубулин мен микротүтікшелі процестерді, жасушалық локомотив сияқты, Левенгук сияқты ерте микроскопшылар көрді (1677). Дегенмен, жілік және басқа құрылымдардың талшықты табиғаты екі ғасырдан кейін жақсартылған жарық микроскоптары арқылы ашылды және 20 ғасырда электронды микроскоп пен биохимиялық зерттеулермен расталды. [8]

Динайн және кинезин сияқты моторлы ақуыздарға арналған in vitro талдаулар микротүтікшені флуоресцентті белгілеу арқылы және микротүтікшені немесе моторлы ақуыздарды микроскоптың слайдына бекіту арқылы зерттеледі, содан кейін микротүтікшелі мотор ақуыздарының қозғалысын тіркеу үшін слайдты бейне жақсартылған микроскопиямен бейнелейді. Бұл мотор ақуыздарының микротүтікше бойымен қозғалуына немесе мотор ақуыздары бойымен қозғалатын микротүтікшеге мүмкіндік береді. [9] Демек, кейбір микротүтікшелі процестерді кимограф арқылы анықтауға болады. [10]

Эукариоттарда микротүтікшелер полимерленген α- және β-тубулин димерлерінен тұратын ұзын, қуыс цилиндрлер. [12] Қуыс микротүтік цилиндрлерінің ішкі кеңістігі люмен деп аталады. Α және β-тубулиннің суббірліктері аминқышқылдары деңгейінде бірдей және әрқайсысының молекулалық салмағы шамамен 50 кДа. [13]

Бұл α/β-тубулин димерлері бір микротүтікше түзу үшін бүйірлік байланысқан сызықтық протофиламенттерге ұшынан ұшына полимерленеді, содан кейін оны көбірек α/β-тубулин димерлерін қосу арқылы кеңейтуге болады. Әдетте микротүтікшелер он үш протофиламенттің параллельді бірігуінен түзіледі, дегенмен әр түрлі түрлерде аз немесе көп протофиламенттерден тұратын микротүтікшелер байқалған [14], сонымен қатар in vitro. [15]

Микротүтікшелердің биологиялық қызметі үшін маңызды полярлығы бар. Тубулин бір тубулин димерінің β-бөлімшелері келесі димердің α-бөлімшелерімен жанаса отырып, басынан аяғына дейін полимерленеді. Сондықтан протофиламенттің бір ұшында α-суббірліктер, ал екінші ұшында β-субірліктер ашық болады. Бұл ұштар сәйкесінше (−) және (+) ұштарымен белгіленеді. Протофиламенттер бір-біріне бірдей полярлықпен параллель орналасқан, сондықтан микротүтікшеде тек β-суббірліктері ашылған бір ұшы (+) ұшы болады, ал екінші ұшында (−) ұшында тек α болады. - ашылған суббірліктер. Микротүтікшенің созылуы (+) және ( -) ұштарында болуы мүмкін, бірақ ол (+) соңында айтарлықтай жылдамырақ болады. [16]

Протофиламенттердің бүйірлік байланысы псевдоспиральдық құрылымды тудырады, спиральдың бір айналымы 13 тубулин димерінен тұрады, олардың әрқайсысы әртүрлі протофиламенттен. Ең кең тараған «13-3» архитектурасында 13-ші тубулин димері келесі тубулин димерімен бұрылыстың бұрандалылығына байланысты 3 тубулин мономерлерінің тік ығысуымен әрекеттеседі. Басқа альтернативті архитектуралар бар, мысалы 11-3, 12-3, 14-3, 15-4 немесе 16-4, олар әлдеқайда төмен кезде анықталды. [17] Микротүтікшелер фораминифера сияқты протистік организмдерде байқалатын спираль тәрізді жіптер сияқты басқа пішіндерге де айналуы мүмкін. [18] А типті және В типті торлар деп аталатын микротүтікшедегі бүйірлік протофиламенттердің суббірліктері арасында болуы мүмкін өзара әрекеттесудің екі түрлі түрі бар. А-типті торда протофиламенттердің бүйірлік ассоциациялары іргелес α және β-тубулинді суббірліктер арасында орын алады (яғни, бір протофиламенттен α-тубулиндік суббірлік іргелес протофиламенттен β-тубулиндік суббірлікпен әрекеттеседі). В типті торда бір протофиламенттің α және β-тубулинді суббірліктер сәйкесінше көрші протофиламенттің α және β-тубулинді бөлімшелерімен әрекеттеседі. Эксперименттік зерттеулер В типті тордың микротүтікшелердегі негізгі орналасуы екенін көрсетті. Алайда, микротүтікшелердің көпшілігінде тубулиннің суббірліктері α-β өзара әрекеттесетін тігіс бар. [19]

Кейбір түрлері Простекобактер микротүтікшелерден де тұрады. Бұл бактериялық микротүтікшелердің құрылысы эукариоттық микротүтікшелерге ұқсас, олар бактериалды тубулин А (BtubA) мен B (BtubB) гетеродимерлерінен жиналған протофиламенттердің қуыс түтігінен тұрады. BtubA мен BtubB екеуі де α- және β-тубулиннің ерекшеліктерін бөліседі. Эукариоттық микротүтікшелерден айырмашылығы, бактериялық микротүтікшелер шаперондардың қатталуын қажет етпейді. [20] Эукариоттық микротүтікшелердің 13 протофиламенттерінен айырмашылығы, бактериялық микротүтікшелер тек бесеуінен тұрады. [21]

Микротүтікшелер - цитоскелеттің бөлігі, жасуша цитоплазмасындағы құрылымдық желі. Микротүтікшенің цитоскелетінің рөліне механикалық қолдау, цитоплазманы ұйымдастыру, тасымалдау, қозғалғыштық және хромосомалардың бөлінуі жатады. Нейрондардың дамуында микротүтікшелер нейротубулалар деп аталады, [22] және олар цитоскелеттің басқа компоненті актиннің динамикасын модуляциялай алады. [23] Микротүтік күш тудыру үшін өсіп, кішірейе алады және микротүтікше бойымен органеллалар мен басқа жасушалық компоненттерді тасымалдауға мүмкіндік беретін қозғалтқыш ақуыздары бар. Рөлдердің бұл үйлесімі микротүтіктерді жасушаішілік құрамдастарды ұйымдастыру және жылжыту үшін маңызды етеді.

Жасушадағы микротүтікшелердің ұйымдастырылуы жасушалық типке тән. Эпителийде микротүтікшелік полимердің минус ұштары жасуша-жасуша жанасатын жердің жанында бекітіліп, апикальды-базальды ось бойымен ұйымдастырылған. Нуклеациядан кейін минус-ұштар босатылады, содан кейін тогызин мен ПЛЕКА7 сияқты факторлардың әсерінен периферияда қайта бекітіледі. [24] Осылайша, олар жасушаның апикальды-базальды осі бойымен ақуыздарды, везикулаларды және органеллаларды тасымалдауды жеңілдетеді. Фибробласттарда және басқа да мезенхималық жасуша типтерінде микротүтікшелер центросомада бекітіледі және олардың плюс ұштары сыртқа қарай жасуша шетіне қарай сәулеленеді (бірінші суретте көрсетілгендей). Бұл жасушаларда микротүтікшелер жасуша миграциясында маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, микротүтікшелердің полярлығына жасушаның көптеген компоненттерін, соның ішінде эндоплазмалық тор мен Гольджи аппаратын реттейтін мотор ақуыздары әсер етеді.

Ядролық өңдеу

Нуклеация - бұл тубулин димерінен микротүтікшелердің түзілуін бастайтын оқиға. Микротүтікшелер әдетте ядролы болады және микротүтікшені ұйымдастыратын орталықтар (MTOCs) деп аталатын органеллалармен реттеледі. MTOC құрамында тубулиннің басқа түрі γ-тубулин бар, ол микротүтіктердің α- және β-субъектілерінен ерекшеленеді. γ-тубулин «γ-тубулин сақина кешені» (γ-TuRC) деп аталатын құлыптаушы шайба тәрізді құрылымды қалыптастыру үшін бірнеше басқа байланысты ақуыздармен біріктіріледі. Бұл кешен полимерленуді бастау үшін α/β-тубулин димерлері үшін үлгі ретінде қызмет етеді, ол (-) ұшының қақпағы ретінде қызмет етеді, ал микротүтікшенің өсуі МТОҚ-тан (+) бағытта жалғасады. [25]

Центросома көптеген жасуша түрлерінің негізгі MTOC болып табылады. Алайда, микротүтікшелерді басқа жерлерден де ядролауға болады. Мысалы, цилия мен флагеллада базальды денелер деп аталатын MTOC бар. Сонымен қатар, Вандербильттегі Каверина тобының жұмысы, сонымен қатар басқалары Гольджи аппараты микротүтікшелердің ядролануы үшін маңызды платформа бола алатынын көрсетеді. [26] Центросомадан нуклеация симметриялы болғандықтан, Гольджимен байланысты микротүтікше нуклеациясы жасушаға микротүтікшелер желісінде асимметрия орнатуға мүмкіндік береді. Соңғы зерттеулерде UCSF-тегі Vale тобы augmin ақуыз кешенін центросомаға тәуелді, шпиндель негізіндегі микротүтікшелердің генерациясының маңызды факторы ретінде анықтады. Оның γ-TuRC-пен әрекеттесетіні және митоздық шпиндельдің шығу тегі айналасындағы микротүтіктердің тығыздығын арттыратыны көрсетілген. [27]

Кейбір жасуша түрлерінде, мысалы, өсімдік жасушаларында жақсы анықталған MTOC жоқ. Бұл жасушаларда микротүтікшелер цитоплазмадағы дискретті жерлерден ядролы болады. Трипаносоматидті паразиттер сияқты басқа жасуша түрлерінде MTOC бар, бірақ ол флагеллум түбінде тұрақты түрде кездеседі. Мұнда құрылымдық рөлдер үшін және митоздық шпиндельді генерациялау үшін микротүтіктердің нуклеациясы канондық центриол тәрізді MTOC-тан емес.

Полимеризация өңдеу

Алғашқы нуклеация оқиғасынан кейін өсіп келе жатқан полимерге тубулин мономерлерін қосу керек. Мономерлерді қосу немесе жою процесі αβ-тубулинді димерлердің ерітіндідегі концентрациясына критикалық концентрацияға байланысты байланысты, бұл димерлердің тұрақты күйдегі концентрациясы, бұл кезде микротүтікшенің соңында ешқандай таза жинақтау немесе бөлшектеу болмайды. . Егер димердің концентрациясы критикалық концентрациядан үлкен болса, микротүтікше полимерленеді және өседі. Егер концентрация критикалық концентрациядан аз болса, микротүтікшенің ұзындығы қысқарады. [28]

Динамикалық тұрақсыздық Өңдеу

Динамикалық тұрақсыздық - бұл микротүтікшенің ұштарында жинау мен бөлшектеудің қатар өмір сүруін білдіреді. Микротүтікше осы аймақта өсу және қысқару фазалары арасында динамикалық түрде ауыса алады. [29] Тубулин димерлері ГТП екі молекуласын байланыстыра алады, олардың бірін монтаждан кейін гидролиздеуге болады. Полимерлену кезінде тубулин димерлері ГТП байланысқан күйде болады. [12] α-тубулинмен байланысқан GTP тұрақты және ол осы байланысқан күйде құрылымдық қызмет атқарады. Дегенмен, β-тубулинмен байланысқан GTP жинақталғаннан кейін көп ұзамай ЖІӨ-ге гидролизденуі мүмкін. ЖҰӨ-тубулиннің жинақталу қасиеттері ГТП-тубулиндікінен өзгеше, себебі ЖІӨ-тубулин деполимерленуге бейім. [30] Микротүтікшенің ортасындағы ЖІӨ-мен байланысқан тубулин полимерден өздігінен шығып кетпесе де, микротүтікшенің ұшындағы ЖІӨ-мен байланысқан тубулин суббірлігі құлап кетуге бейім болады. Тубулин микротүтікшенің ұшына GTP-байланысқан күйде қосылатындықтан, микротүтікшенің ұшында оны бөлшектеуден қорғайтын GTP-байланысқан тубулиннің қалпақшасы болуы ұсынылады. Гидролиз микротүтікшенің ұшына жеткенде, ол тез деполимеризация мен шөгуді бастайды. Бұл өсуден қысқаруға ауысу апат деп аталады. ГТР-мен байланысқан тубулин микротүтікшенің ұшына қайтадан қосуды бастай алады, жаңа қақпақпен қамтамасыз етеді және микротүтікшенің тарылуынан қорғайды. Бұл «құтқару» деп аталады. [31]

«Іздеу және түсіру» үлгісі Өңдеу

1986 жылы Марк Киршнер мен Тим Митчисон микротүтікшелер жасушаның үш өлшемді кеңістігін зерттеу үшін плюс ұштарында өсу мен кішіреюдің динамикалық қасиеттерін қолдануды ұсынды. Кинетохорлармен немесе полярлық учаскелермен кездесетін плюс ұштары түсіріліп, енді өсу мен кішіреюді көрсетпейді. Жартылай шығарылу кезеңі 5-10 минут болатын қалыпты динамикалық микротүтіктерден айырмашылығы, ұсталған микротүтікшелер бірнеше сағатқа созылуы мүмкін. Бұл идея әдетте «іздеу және түсіру» үлгісі ретінде белгілі. [32] Шынында да, содан бері жұмыс бұл идеяны негізінен растады. Кинетохорада микротүтікшелердің (+) ұштарын ұстайтын әртүрлі комплекстер көрсетілген. [33] Сонымен қатар, интерфазалық микротүтікшелердің (+) аяқталу белсенділігі де сипатталған.[34] Бұл кейінгі белсенділік форминдермен, [35] аденоматозды полипоз таяқшасының ақуызымен және EB1, [36] микротүтікшелердің өсіп келе жатқан плюс ұштарын бақылайтын ақуыз арқылы жүзеге асады.

Трансляциядан кейінгі өзгерістер Өңдеу

Микротүтікшелердің көпшілігінің жартылай шығарылу кезеңі 5-10 минут болса да, кейбір микротүтікшелер бірнеше сағат бойы тұрақты болып қала алады. [34] Бұл тұрақтандырылған микротүтікшелер микротүтікшеге байланған ферменттердің әсерінен тубулиндік қосалқы қондырғыларында пост-трансляциялық модификацияларды жинақтайды. [37] [38] Дегенмен, микротүтіктер деполимеризацияланғаннан кейін, бұл модификациялардың көпшілігі еритін ферменттердің әсерінен тез қалпына келеді. Модификация реакцияларының көпшілігі баяу, ал кері реакциялары жылдам болғандықтан, модификацияланған тубулин тек ұзақ өмір сүретін тұрақты микротүтіктерде анықталады. Бұл модификацияның көпшілігі альфа-тубулиннің С-терминалды аймағында болады. Теріс зарядталған глутаматқа бай бұл аймақ микротүтікшеден шығып, қозғалтқыштармен байланыс жасайтын салыстырмалы түрде құрылымсыз құйрықтарды құрайды. Осылайша, тубулинді модификациялар қозғалтқыштардың микротүтіктермен өзара әрекеттесуін реттейді деп саналады. Бұл тұрақты модификацияланған микротүтікшелер әдетте интерфазалық жасушалардағы жасуша полярлығы орнына бағытталғандықтан, модификацияланған микротүтікшелердің бұл жиынтығы везикулаларды осы поляризацияланған аймақтарға жеткізуге көмектесетін арнайы бағытты ұсынады. Бұл модификацияға мыналар жатады:

    : альфа-тубулиннен С-терминалды тирозинді жою. Бұл реакция жаңа С-терминалында глутамат шығарады. Нәтижесінде, осы модификацияны жинақтайтын микротүтікшелер көбінесе Glu-микротүтікшелер деп аталады. Тубулин карбоксипептидазасы әлі анықталмағанымен, тубулин-тирозин лигазасы (TTL) белгілі. [39]
  • Дельта2: альфа-тубулиннің С-терминалынан соңғы екі қалдықты шығару. [40] Детирозинациядан айырмашылығы, бұл реакция қайтымсыз деп есептеледі және тек нейрондарда құжатталған. : альфа-тубулиннің 40 лизиніне ацетил тобының қосылуы. Бұл модификация тек микротүтікшенің ішкі жағынан кіретін лизинде болады және ферменттердің лизин қалдықтарына қалай енетіні белгісіз. Тубулин ацетилтрансферазаның табиғаты даулы болып қала береді, бірақ сүтқоректілерде негізгі ацетилтрансфераза АТАТ1 болатыны анықталды. [41] дегенмен кері реакцияның HDAC6 катализдейтіні белгілі. [42] : альфа-тубулиннің соңына жақын орналасқан бес глутаматтың кез келгенінің гамма-карбоксил тобына глутамат полимерінің (әдетте ұзындығы 4-6 қалдық [43] ) қосылуы. TTL-ге қатысты ферменттер бастапқы тармақталған глутаматты (TTL4,5 және 7) қосады, ал бір тұқымдасқа жататын басқа ферменттер полиглутамат тізбегін ұзартады (TTL6,11 және 13). [38] : бета-тубулиннің соңына жақын орналасқан бес глутаматтың кез келгенінің гамма-карбоксил тобына глицин полимерінің (ұзындығы 2-10 қалдық) қосылуы. TTL3 және 8 бастапқы тармақталған глицинді қосады, ал TTL10 полиглицин тізбегін ұзартады. [38]

Тубулин байланыстыратын дәрілер мен химиялық әсерлер Өңдеу

Дәрілердің кең ауқымы тубулинмен байланысуға және оның құрастыру қасиеттерін өзгертуге қабілетті. Бұл препараттар жасушаішілік концентрацияда тубулиндікінен әлдеқайда төмен әсер етуі мүмкін. Микротүтікшенің динамикасына кедергі жасушаның жасушалық циклін тоқтатуға әсер етеді және бағдарламаланған жасуша өліміне немесе апоптозға әкелуі мүмкін. Дегенмен, микротүтіктер динамикасының интерференциясы митоздан өтетін жасушаларды блоктау үшін жеткіліксіз екенін көрсететін деректер бар. [44] Бұл зерттеулер динамиканың бәсеңдеуі митозды блоктауға қажет концентрациядан төмен болатынын көрсетті. Микротүтікше динамикасын тубулиндік мутациялар немесе дәрі-дәрмекпен емдеу арқылы басу жасушалардың миграциясын тежейтіні көрсетілген. [45] Микротүтікшенің тұрақтандырғыштары да, тұрақсыздандырғыштары да микротүтікшелердің динамикасын баса алады.

Микротүтікшенің динамикасын өзгерте алатын дәрілерге мыналар жатады:

  • Дәрілік заттардың қатерлі ісікпен күресетін таксан класы (паклитаксел (таксол) мен доцетаксел) микротүтікшеде ЖІӨ-мен байланысқан тубулинді тұрақтандыру арқылы динамикалық тұрақсыздықты блоктайды. Осылайша, ГТП гидролизі микротүтікшенің ұшына жеткенде де, деполимерлену болмайды және микротүтікше кері қайтпайды.

Таксандар (жалғыз немесе платина туындыларымен (карбоплатин) немесе гемцитабинмен бірге) сүт безі мен гинекологиялық қатерлі ісіктерге, қабыршақты жасушалы карциномаларға (бас-мойын қатерлі ісігі, кейбір өкпе ісіктері) және т.б.

  • Эпотилондар, мысалы. Ixabepilon, таксандарға ұқсас жұмыс істейді.
  • Винорелбин, нокодазол, винкристин және колхицин керісінше әсер етеді, олар тубулиннің микротүтікшелерге полимерленуін тежейді. микротүтікшелердің (+) өсіп келе жатқан ұшымен байланысады. Эрибулин қатерлі ісікке қарсы әсерін ұзақ және қайтымсыз митоздық блокададан кейін рак клеткаларының апоптозын қоздырады.

β3-тубулиннің экспрессиясы микротүтіктер динамикасының дәрілік әсерінен басылуына жасушалық жауаптарды өзгертетіні хабарланды. Әдетте динамика микротүтікшелі препараттардың төмен, субтоксикалық концентрациясымен басылады, олар жасушалардың көші -қонын тежейді. Алайда, микротүтікшелерге β3-тубулинді енгізу препараттың концентрациясын жоғарылатады, ол динамиканы басуға және жасушалық миграцияны тежеуге қажет. Осылайша, β3-тубулинді экспрессиялайтын ісіктер микротүтіктерге бағытталған препараттардың цитотоксикалық әсеріне ғана емес, сонымен қатар олардың ісік метастаздарын басу қабілетіне де төзімді. Сонымен қатар, β3-тубулиннің экспрессиясы бұл препараттардың ангиогенезді тежеу ​​қабілетіне қарсы тұрады, бұл әдетте олардың әсер етуінің тағы бір маңызды аспектісі. [ дәйексөз қажет ]

Микротүтікшелі полимерлер қоршаған орта әсеріне өте сезімтал. Еркін кальцийдің өте төмен деңгейі микротүтікшелерді тұрақсыздандыруы мүмкін, бұл алғашқы зерттеушілерге полимерді in vitro зерттеуге кедергі келтірді. [12] Суық температура да микротүтікшелердің тез деполимеризациясын тудырады. Керісінше, ауыр су микротүтікше полимерінің тұрақтылығына ықпал етеді. [46]

Микротүтікшелермен байланысты ақуыздар (MAPs) Өңдеу

Карталар микротүтікшелердің динамикасын реттеуде шешуші рөл атқаратыны көрсетілген in-vivo. Микротүтікшелі полимерлену, деполимерлену және апаттың жылдамдығы микротүтікшеге байланысты ақуыздардың (МАП) болуына байланысты өзгереді. Ми тінінен бастапқы анықталған MAP карталарын олардың молекулалық салмағына қарай екі топқа бөлуге болады. Бұл бірінші классқа молекулалық массасы 55-62 кДа-дан төмен MAP-лер кіреді және оларды τ (tau) ақуыздары деп атайды. In vitro, тау протеиндерінің микротүтікшелерді тікелей байланыстыратыны, нуклеацияға ықпал ететіні және бөлшектеудің алдын алатындығы және параллельді массивтердің пайда болуына әкелетіні көрсетілген. [47] Сонымен қатар, тау протеиндері аксондардағы микротүтіктерді тұрақтандыратыны және Альцгеймер ауруына қатысы бар екендігі көрсетілген. [48] ​​Екінші класс 200-1000 кДа молекулалық массасы бар MAP-дан тұрады, олардың төрт белгілі түрі бар: MAP-1, MAP-2, MAP-3 және MAP-4. MAP-1 белоктары үш түрлі белоктар жиынтығынан тұрады: A, B және C. C протеині везикулалардың ретроградтық тасымалдануында маңызды рөл атқарады және цитоплазмалық динейн ретінде де белгілі. MAP-2 белоктары дендриттерде және нейрондардың денесінде орналасқан, олар басқа цитоскелеттік жіптермен байланысады. MAP-4 ақуыздары жасушалардың көпшілігінде кездеседі және микротүтікшелерді тұрақтандырады. Микротүтікшенің құрылымына тұрақтандырушы әсер ететін MAP -тан басқа, басқа карталар микротүтікшелердің деполимеризациясын бұзу арқылы немесе тұрақсыздандырушы әсер етуі мүмкін. Катанин, спастин және фиджетин деп аталатын үш ақуыз микротүтікшелердің саны мен ұзындығын тұрақсыздандыратын қызметі арқылы реттейтіні байқалды. Бұдан басқа, KIAA1211L микротүтікшелерге локализацияланады деп болжануда. [49]

Қосымша ақуыздарды бақылау (+TIP) Өңдеу

Сонымен қатар соңғы бақылау ақуыздары өсіп келе жатқан микротүтіктердің ұштарымен байланысатын және микротүтікше динамикасын реттеуде маңызды рөл атқаратын MAP ақуыздары болып табылады. Мысалы, митоз кезінде микротүтікшелердің хромосомалармен әрекеттесуіне қатысатын +ТИП байқалды. +TIP ретінде анықталған бірінші MAP CLIP170 (цитоплазмалық байланыстырушы ақуыз) болды, ол микротүтіктердің деполимеризациясын құтқару оқиғаларында рөл атқаратыны көрсетілген. +TIPs қосымша мысалдарына EB1, EB2, EB3, p150Glued, Dynamitin, Lis1, CLIP115, CLASP1 және CLASP2 жатады. [ дәйексөз қажет ]


Транскрипция

Транскрипция молекулалық биологияның орталық догмасының бірінші бөлігі: ДНҚ мен РНҚ. Бұл ДНҚ -дағы генетикалық нұсқауларды мРНҚ -ға ауыстыру. Транскрипция жасуша ядросында жүреді. Транскрипция кезінде ген деп аталатын ДНҚ тізбегіне комплементарлы мРНҚ тізбегі жасалады. ДНҚ тізбегінен генді оңай анықтауға болады. Генде негізгі үш аймақ, промоутер, кодтау реттілігі (оқу фреймі) және терминатор бар. (PageIndex<3>) суретте көрсетілген геннің көбірек бөліктері бар.

Сурет ( PageIndex <3> ): Геннің негізгі компоненттері. 1. промотор, 2. транскрипция инициациясы, 3. 5' жоғары ағындағы трансляцияланбаған аймақ, 4. трансляцияның бастапқы кодон аймағы, 5. белокты кодтау тізбегі, 6. трансляцияны тоқтату кодон аймағы, 7. 3' төменгі ағындағы аударылмаған аймақ және 8. терминатор .

Транскрипция кезеңдері

Транскрипция инициация, созылу және аяқталу деп аталатын үш сатыда жүреді. Қадамдар (PageIndex<4>) суретінде көрсетілген.

  1. Инициация - транскрипцияның басы. Бұл РНҚ-полимераза ферменті геннің деп аталатын аймағымен байланысқанда пайда болады промоутер. Бұл ДНҚ -ны ашуға сигнал береді, осылайша фермент ДНҚ тізбектерінің біріндегі негіздерді тазалап, өңдей алады. Фермент негіздердің бір -бірін толықтыратын тізбегі бар мРНҚ тізбегін жасауға дайын. Промоутер алынған mRNA құрамына кірмейді
  2. Созылу - бұл мРНҚ тізбегіне нуклеотидтердің қосылуы.
  3. Тоқтату - бұл транскрипцияның аяқталуы. РНҚ-полимераза терминаторды транскрипциялау кезінде ДНҚ-дан ажырайды. Осы қадамнан кейін мРНҚ тізбегі аяқталды. Сурет ( PageIndex <4> ): Транскрипция үш сатыда жүреді - инициация, ұзарту және тоқтату

МРНҚ өңдеу

Эукариоттарда жаңа мРНҚ әлі аударуға дайын емес. Бұл кезеңде ол пр-мРНҚ деп аталады және ол ядродан жетілген мРНҚ ретінде кетпес бұрын ол көп өңдеуден өтуі керек. Өңдеу 5' қалпақшаны қосуды, қосуды, өңдеуді және 3' полиаденилденуді (поли-А) құйрықты қамтуы мүмкін. Бұл процестер мРНҚ-ны әртүрлі жолдармен өзгертеді. Мұндай модификация бір генді бірнеше ақуыз жасауға мүмкіндік береді. Төменде оқыған кезде ( PageIndex <5> ) суретін қараңыз:

  • 5 'қақпағы цитоплазмадағы мРНҚ -ны қорғайды және трансляция үшін рибосомамен мРНҚ -ның қосылуына көмектеседі.
  • Қосылу мРНҚ-ның ақуызды кодтау реттілігінен интрондарды жояды. Интрондар ақуызды кодтамайтын аймақтар болып табылады. Қалған мРНҚ тек аталатын аймақтардан тұрады экзондар олар ақуыздың кодын жасайды.
  • Редакция mRNA -дағы нуклеотидтердің бір бөлігін өзгертеді. Мысалы, қандағы липидтерді тасымалдауға көмектесетін APOB деп аталатын адам ақуызы өңдеуге байланысты екі түрлі пішінге ие. Бір форма екіншісінен кіші, себебі өңдеу mRNA -да ертерек тоқтау сигналын қосады.
  • Полиадениляция mRNA -ға & ldquotail & rdquo қосады. Құйрық As (аденин негіздері) жолынан тұрады. Бұл мРНҚ -ның аяқталуын көрсетеді. Ол сонымен қатар ядродан мРНҚ экспорттауға қатысады және мРНҚ -ны оны ыдырататын ферменттерден қорғайды.

ATP -нің қандай ерекшеліктері бар, ол оны жасушаның ધ универсалды валютасы деп атайды?

Аденозин трифосфаты (қысқаша ATP) көптеген жасушалық функцияларды энергиямен қамтамасыз ету үшін пайдаланылады - жануарлар мен өсімдік жасушалары - жасушалар энергияны глюкоза сияқты қанттардан тікелей ала алмайды. АТФ тыныс алу кезінде түзіледі, жұтылған глюкозадан бөлінетін энергия бейорганикалық фосфат молекуласын аденозин дифосфат (АДФ) молекуласына қосқанда, бұл үшін АТФ синтаза ферменті жауап береді. АТФ - бұл майда еритін молекула, ол оңай ыдырап, жасушаның айналасына тасымалданады. АТФ қолданылатын көптеген міндеттерге иондар сияқты қозғалатын заттарды белсенді тасымалдау кезінде жасуша мембраналары арқылы тасымалдау жұмысын және бұлшықет жиырылуы мен жасушаның өсуі мен бөлінуін қамтиды. Сонымен қатар, ATP сұраныс бойынша ұяшықтарда оңай қол жетімді, өйткені дүкендер басқарылатын мөлшерде шығарылады, демек, бос энергия жоқ. Құрамында энергия бар фосфат байланысы энергияны бөлу үшін оңай ыдырайды, әрі бұл АТФ молекулалары липидтерде ерімейді, сондықтан олар жасуша мембранасынан өте алмайды, бұл жасушаның әрқашан энергия көзі болатынын қамтамасыз етеді. Ақырында, АТФ жақсы энергия көзі деп санауға болады, өйткені оның фосфат тобын, демек, энергияны басқа молекулаларға беру мүмкіндігі бар.


DMCA шағымы

Веб-сайт арқылы қолжетімді мазмұн (Қызмет көрсету шарттарында анықталғандай) авторлық құқықтарыңыздың біреуін немесе бірнешеуін бұзады деп ойласаңыз, төменде сипатталған ақпаратты қамтитын жазбаша хабарлама («Бұзушылық туралы хабарлама») арқылы бізге хабарлаңыз. төменде көрсетілген агент. Егер Varsity Tutors құқық бұзушылық туралы хабарламаға жауап ретінде әрекет жасаса, ол мұндай мазмұнды Varsity Tutors ұсынған соңғы электрондық пошта мекенжайы арқылы қол жетімді еткен тараппен байланыс жасауға тырысады.

Сіздің құқық бұзушылық туралы хабарламаңыз мазмұнды қол жетімді еткен тарапқа немесе ChillingEffects.org сияқты үшінші тараптарға жіберілуі мүмкін.

Егер сіз өнім немесе әрекет сіздің авторлық құқығыңызды бұзып отыр деп елеулі түрде қате мәлімет берсеңіз, сіз шығындар үшін (шығындар мен адвокаттардың ақысын қоса) жауапкершілікке тартылатындығыңызды ескертеміз. Осылайша, веб-сайтта орналасқан немесе оған сілтеме жасалған мазмұн сіздің авторлық құқығыңызды бұзатынына сенімді болмасаңыз, алдымен адвокатпен байланысуды қарастырған жөн.

Хабарлама жіберу үшін мына қадамдарды орындаңыз:

Сізге мыналарды қосу қажет:

Авторлық құқық иесінің немесе олардың атынан әрекет етуге уәкілетті тұлғаның физикалық немесе электронды қолтаңбасы авторлық құқықты бұзды деп мәлімдейтін авторлық құқықты сәйкестендіру. Varsity репетиторларына сол мазмұнды табуға және оң анықтауға мүмкіндік беретін егжей-тегжейлі мәліметтер, мысалы, біз мазмұнды және сұрақтың нақты бөлігінің сипаттамасын қамтитын нақты сұраққа (сұрақтың аты ғана емес) сілтемені талап етеміз – сурет, сілтеме, мәтін және т.б. – сіздің шағымыңыз сіздің атыңызға, мекенжайыңызға, телефон нөміріңізге және электрондық пошта мекенжайыңызға және Сіздің мәлімдемеңізге қатысты: (a) сіз авторлық құқығыңызды бұзады деп мәлімдеген мазмұнды пайдалану адал ниетпен сенесіз. заңмен немесе авторлық құқық иеленушісімен немесе осындай иеленушінің агентімен рұқсат етілмеген (b) бұзушылық туралы хабарламаңыздағы ақпараттың барлығы дұрыс және (c) жалған куәлік беру үшін жазаға тартылған болсаңыз авторлық құқық иесі немесе олардың атынан әрекет етуге уәкілетті тұлға.

Шағымыңызды біздің тағайындалған агентке мына мекенжай бойынша жіберіңіз:

Charles Cohn Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
Сент -Луис, MO 63105


Реферат

Соңғы екі жылда ядролық тері тесігінің күрделі құрылымы мен динамикасы, нуклеоцитоплазмалық тасымалдау мен хромосомалық сегрегация арасында күтпеген байланыс бар екені белгілі болды. Сонымен қатар, қалың аморфты мұзда сақталған жергілікті ядролық кеуекті кешендердің томографиялық үш өлшемді реконструкциясы осы супрамолекулярлық машинаның бірқатар жаңа құрылымдық ерекшеліктерін ашты. Бұл деректер нуклеоцитоплазмалық тасымалдаудың негізінде жатқан кейбір қарапайым физикалық принциптермен бірге осы шолуда талқыланады.


Гликолиздің нәтижесі

Глюкозаның бір молекуласы гликолиз кезінде төрт ATP, екі NADH және екі пируват молекуласын шығарады.

Үйрену мақсаттары

Гликолизден өтетін бір глюкоза молекуласынан алынатын энергияны сипаттаңыз

Негізгі тағамдар

Негізгі ұпайлар

  • Екінші жартысында төрт АТФ молекуласы шығарылғанымен, гликолиздің таза пайдасы тек екі АТФ құрайды, себебі гликолиздің бірінші жартысында екі АТФ молекуласы қолданылады.
  • АТФ түзетін реакцияларды катализдейтін ферменттер гликолиздің жылдамдығын шектейтін қадамдар болып табылады және жолға түскен әрбір глюкоза молекуласы үшін төрт АТФ, екі NADH және екі пируват молекуласының өндірісін аяқтау үшін гликолиз үшін жеткілікті мөлшерде болуы керек.
  • Қызыл қан жасушалары митохондрия болмағандықтан, аман қалу үшін ATP -нің жалғыз көзі ретінде гликолизді қажет етеді.
  • Қатерлі ісік жасушалары мен бағаналы жасушалар АТФ -тың негізгі көзі ретінде гликолизді қолданады (бұл процесс аэробты гликолиз немесе Варбург әсері деп аталады).

Негізгі шарттар

  • пируват: пирожүзім қышқылының кез келген тұзы немесе күрделі эфирі TCA цикліне кірер алдында гликолиздің соңғы өнімі

Гликолиздің нәтижелері

Гликолиз глюкозаның бір молекуласынан басталып, екі пируват (пирожүзім қышқылы) молекуласымен, барлығы төрт ATP молекуласымен және екі NADH молекуласымен аяқталады. Жолдың бірінші жартысында алты көміртекті сақинаны бөлуге дайындау үшін екі ATP молекуласы пайдаланылды, сондықтан жасуша оны пайдалану үшін екі ATP молекуласының және 2 NADH молекуласының таза пайдасына ие болды. Егер жасуша пируват молекулаларын одан әрі катаболизациялай алмаса (лимон қышқылының циклі немесе Кребс циклі арқылы), ол глюкозаның бір молекуласынан тек екі ATP молекуласын жинайды.

Гликолиз 2 ATP, 2 NADH және 2 пируват молекуласын шығарады: Гликолиз немесе глюкозаның аэробты катаболикалық ыдырауы энергияны АТФ, НАДХ және пируват түрінде шығарады, ол өзі көбірек энергия алу үшін лимон қышқылының айналымына енеді.

Піскен сүтқоректілердің эритроциттері митохондрияға ие емес және аэробты тыныс алуға қабілетсіз, бұл процесте организмдер оттегінің қатысуымен энергияны түрлендіреді. Оның орнына, гликолиз олардың АТФ жалғыз көзі болып табылады. Сондықтан, егер гликолиз бұзылса, эритроциттер АТФ жұмыс істеуі үшін қажет натрий-калий сорғыларын ұстап тұру қабілетін жоғалтады және ақырында олар өледі. Мысалы, гликолиздің екінші жартысы (энергия молекулаларын шығаратын) NAD+ болмаған кезде баяулайды немесе тоқтайды, NAD+ болмаған кезде эритроциттер өмір сүру үшін АТФ жеткілікті мөлшерде шығара алмайды.

Сонымен қатар, егер пируват киназасы, пируват түзілуін катализдейтін фермент жеткілікті мөлшерде болмаса, гликолиздегі соңғы қадам болмайды. Бұл жағдайда гликолиздің барлық жолы жалғаса береді, бірақ екінші жартысында тек екі АТФ молекуласы жасалады (әдеттегі төрт АТФ молекуласының орнына). Осылайша, пируваткиназа-гликолиз үшін жылдамдықты шектейтін фермент.


Бейнені қараңыз: Вертикальная карта АТФ Банка - тарифы (Ақпан 2023).