מרכז הבקרה המולקולרי של מפעלי החלבון שלנו

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


בהתבסס על שרטוטים גנטיים, חומצות אמינו בודדות מורכבות לשרשראות חומצות אמינו ארוכות, החלבונים, במפעלי החלבונים של התאים שלנו, הריבוזומים. כל חלבון חדש שנוצר מתחיל בחומצת האמינו מתיונין. חומצת אמינו זו מתפצלת לעתים קרובות שוב במהלך סינתזת החלבון, ברגע ששרשרת חומצות האמינו ההולכת וגדלה עוזבת את מפעל החלבונים דרך "המנהרה הריבוזומלית". במקרים אלה, כריתת מתיונין חיונית כדי להבטיח את התפקוד הבא של החלבונים המתאימים בתא.

פרסומת

האנזימים הגורמים לפירוק זה כבר ידועים. על פי תפקידם, הם נקראים מתיונין aminopeptidases (METAPs). עד כה, לא היה ברור כיצד METAPs באים במגע עם מפעלי החלבונים ובדיוק במקום וברגע הנכון, גורמים לכריתה של מתיונין מחלבונים ספציפיים. הביולוגים אלקה דיורלינג, מרטין גיימרדינגר וצוותם מאוניברסיטת קונסטנץ (גרמניה), יחד עם ננאד באן ועמיתיו מ-ETH ציריך (שוויץ), שפכו כעת אור על הנושא. התוצאות שפורסמו ב מַדָע הצג: הגישה של METAPs למפעלי חלבון נשלטת על ידי "שומר סף ריבוזומלי" הנקרא NAC (קיצור של "קומפלקס הקשור לפוליפפטיד בהתהוות").

פונקציה נרחבת יותר מהידוע בעבר

רק בשנה שעברה (2022) הצליח הצוות בראשות דיורלינג וגמרדינגר להבהיר כי NAC מבצעת תפקיד מיון חשוב במנהרה הריבוזומלית: "הצלחנו להראות ש-NAC יושבת מול יציאת המנהרה כמו שומר סף. שם הוא שולט בהובלת החלבונים לרשת האנדופלזמית (ER) – רשת הממברנות בתוך התא – על ידי חיבור ספציפי של חלבון ומולקולת תחבורה (SRP)," מסכם דיורלינג את תוצאות המחקר הקודם. במחקר החדש שלהם, החוקרים מראים כעת שתפקוד המיון של שומר הסף הוא נרחב יותר ואף משמעותי יותר מהידוע בעבר, וכי NAC מבטיח גם כריתת מתיונין נכונה מחלבונים בהתהוות.

בחלבונים המועברים למיון, חומצת האמינו הראשונה מתיונין היא חלק מסיגנל הובלה. "כריתת מתיונין בחלבונים אלה תהרוס את האות ובכך תמנע את הובלתו לרשת הממברנות של התא, מה שיוביל בהכרח למוות של תאים", מסביר גיימרדינגר. כיצד מונעים את השמדת אותות התחבורה הללו על ידי METAPs היה חידה מדעית גדולה שהמדענים מקונסטנץ וציריך פתרו כעת: שומר הסף NAC יוצר קומפלקס עם METAP1 והריבוזום ביציאה מהמנהרה הריבוזומלית. רק בתוך המתחם הזה האנזים יכול לגרום לכריתה של מתיונין מחלבונים שזה עתה נוצרו.

זה משתנה ברגע שחלבון עם אות הובלה עוזב את המנהרה הריבוזומלית. אינטראקציות בין רצף האותות של החלבון ל-NAC גורמות לאחר מכן לשומר הסף לשנות את מיקומו במנהרה הריבוזומלית. כתוצאה מכך, METAP1 מאבד את הקישור שלו ל-NAC ובכך את יכולתו לנתק מתיונין. עם שינוי המיקום של שומר הסף, ממשק מקשר חדש הופך לנגיש עבור מולקולת התחבורה SRP. "מנגנון זה אומר שחלבונים חסרי רצפי אותות ניתנים לשינוי ספציפי על ידי כריתת מתיונין. אלו, לעומת זאת, שמועברים לרשת האנדופלזמית, נותרים לא מושפעים מ- METAP1", מסביר גיימרדינגר.

שומר הסף כתווך כליל?

החוקרים משערים של-NAC עשויים להיות פונקציות מתווך דומות אחרות במנהרה הריבוזומלית, ובכך לקבל את התפקיד של מרכז בקרה מולקולרי כללי. "יש מספר רב של אנזימים ומולקולות תחבורה שבדומה ל-METAP1 ו-SRP, מקיימים אינטראקציה עם החלבונים המתהווים כבר במהלך סינתזת החלבון. מחקרים עתידיים יצטרכו אפוא להראות האם NAC ממלא תפקיד גם בוויסות תהליכים אחרים החיוניים עבור תפקוד התאים שלנו", אומר דיורלינג.



קישור לכתבת המקור – 2023-06-22 21:23:58

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר