Back to chapter

5.7:

Intrinsically Disordered Proteins

JoVE Core
Cell Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Cell Biology
Intrinsically Disordered Proteins

Langues

Diviser

البروتينات عادة يكون لها تركيبات تنائية وثلاثية والتي يمكن تحديدها على نحو تجريبي. 00:00:07.100 00:00:10.130 ومع ذلك،العديد من البروتينات تتمتع بتركيبات مرنة بدون تشكُل ثابت. هذه البروتينات المضطربة جوهريا أو آى دى بيز يجب ان تغيير الشكل لتقوم بوظائفها في الكائنات الحية.الأجزاء المُختلة فى البروتين تحتوي على العديد من الأحماض الأمينية المحبة للماء لأن سلسلة الأحماض الأمينية الخاصة بهم يجب أن تكون قابلة للذوبانًفي السيتوبلازم. آى دى بيز تحتوى على قليل من الاحماض الأمينية الكارهه للماء عندما تكون السلسلة بأكملها مرنة وهذا بسبب أن على عكس تركيبات البروتين المدمج, هذه التركيبات الممتدة ليس عندها بروتين مركزى حيث يمكن للأحماض الأمينية الكارهه للماء ان تتجمع عنده. بخلاف البروتينات غير المطوية, والتي عادة ما يعاد طيها او اتتحللها بواسطة الخلية آى دى بيز قد لاينطوى أبدا فى تشكّل ثابت أو قد يتم ترتيبه فقط فى ظل ظروف خلوية معينة.عندما يتكون ترتيبًا منظمًا لسلسلة حمض الأمينى فى آى دى بيز فهذا يسمّى خلل فى ترتيب الإنتقال. يمكن تحفيز هذا بواسطة تعديل تساهمي أو التفاعل مع جزيء آخر يحفز على تشكّل جديد بعض آى دى بيز لديهم مقاطع مرنة صغيرة, موصلة لمقاطع صلبة من البروتين تقوم المقاطع بربط أجزاء كروية من البروتين معاًمع تمكينهم إما ان يتفاعلون فيما بينهم أو يتصرفون بشكل مستقل مع أهداف أخرى كما يمكن أيضًا للمقاطع المرنة العمل كمحولات جزيئية تغيير وظيفة البروتين اعتمادا على تشكّله شكل آى دى بيز المرن يسمح لهم بالتفاعل بطرق فريدة مع أسطح البروتينات الأخرى. يمكن أن تلتف هذه البروتينات حول شركائهم المترابطة أو العمل كصمغ جزيئي،لجلب العديد من البروتينات الأخرى معًا.بسبب مرونتهم آى دى بيز 00:02:03.920 00:02:06.230 يمكن أن يكون لهم العديد من الشركاء المرتبطة المختلفة. وقد تأخذ اشكال مختلفة الترتيب معتمدة على تفاعلاتهم وهذا يسمح ببروتين واحد للقيام بعدة أدوار مختلفة في الخلية

5.7:

Intrinsically Disordered Proteins

البروتينات المضطربة جوهريًا هي مجموعة من البروتينات التي لا تنثني في هياكل محددة ثلاثية الأبعاد. تسمح مرونتها الهيكلية لها بتكملة البروتينات المرتبة لأداء وظائف لا يمكن الوصول إليها في الهياكل الصلبة. وهي أكثر شيوعاً في حقيقيات النوى من بدائيات النوى وقد تكون إما بروتينات مضطربة جوهرياً بشكل حصري أو بروتينات هجينة، تتكون من مزيج من المناطق المنظمة والمضطربة.يمكن أن يعزى عدم وجود بنية صلبة في هذه البروتينات إلى وفرة بقايا الأحماض الأمينية القطبية والمشحونة وعدد أقل نسبياً من الأحماض الأمينية الكارهة للماء، الترويج لهيكل منظم.

هناك عدة عوامل تؤثر على شكل ومستوى الاضطراب في البروتين، مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر البروتينات الأخرى التي ترتبط بها أو ترتبط بها أيضاً على شكلها. يمكن أن يحدث هذا الارتباط من خلال مواقع ربط متعددة ويمكن أن يؤدي إلى طي دائم أو مؤقت لبروتين أو منطقة مضطربة جوهرياً. يتم إجراء التغييرات الهيكلية بسبب ميزات التعرف الجزيئي —باختصار، شظايا تفاعلية قابلة للتفاعل من البروتينات المضطربة التي يمكن أن تمر بسهولة انتقالات من الاضطراب إلى النظام عند الارتباط ببروتينات أخرى بهياكل محددة.

تساهم أيضاً التعديلات اللاحقة للترجمة أثناء أو بعد تخليق البروتين في تكوين البروتينات المضطربة جوهريًا. يمكن أن يشمل ذلك الانقسام الأنزيمي لرابطة الببتيد في البروتين الأصل، وتشكيل روابط ثاني كبريتيد، والتعديلات التساهمية للبروتينات مع جزيئات أو مجموعات كيميائية أخرى.

Suggested Reading

  1. Uversky, V. N. (2016). Dancing protein clouds: the strange biology and chaotic physics of intrinsically disordered proteins. Journal of Biological Chemistry, 291(13), 6681-6688.