Жасушааралық байланыс тітігі: Коннексон құрылымы мен функциясы
Connexon
Жасушааралық байланыс құрылысы – коннексон. 6 коннексиннен тұрады, иондар мен сигнал молекулаларын өткізеді. Құрамы, қасиеттері, жаңа рольдері туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ақуыз гексамері, жасушалар арасындағы аралық байланыстың тесігін құрайды.
Protein hexamer that forms the pore of gap junctions between cells
Биологияда коннексон, сонымен қатар коннексин гемиканалы деп аталады, екі іргелес жасушаның цитоплазмасы арасындағы аралық байланыс үшін тесік құрайтын коннексиндер деп аталатын алты ақуыздың жиынтығы болып табылады. Бұл арна иондар мен сигналдық молекулалардың екі бағытта ағып өтуіне мүмкіндік береді. Коннексон – бұл байланыстың бір жағындағы жасушамен қамтамасыз етілген гемиканал; екі коннексон, қарама-қарсы жасушалардан, әдетте толық жасушааралық аралық байланыс арнасын құру үшін бірігеді. Кейбір жасушаларда гемиканал цитоплазма мен жасуша сырты кеңістік арасындағы өткізгіш ретінде жұмыс істейді, бұл иондар мен 12 кДа-дан кіші молекулалардың тасымалдануына мүмкіндік береді. Коннексонның бұл функциясы туралы, жасушаішілік сигналдауда олардың маңызды рөлін көрсететін жаңа деректерден басқа, көп мәлімделмеген. Бір типті коннексиндерден құралған коннексон гомомерлік, ал әртүрлі типті коннексиндерден құралған коннексон гетеромерлік деп есептеледі.
In biology, a connexon, also known as a connexin hemichannel, is an assembly of six proteins called connexins that form the pore for a gap junction between the cytoplasm of two adjacent cells. This channel allows for bidirectional flow of ions and signaling molecules. The connexon is the hemichannel supplied by a cell on one side of the junction; two connexons from opposing cells normally come together to form the complete intercellular gap junction channel. In some cells, the hemichannel itself is active as a conduit between the cytoplasm and the extracellular space, allowing the transference of ions and small molecules lower than 1 2 KDa. Little is known about this function of connexons besides the new evidence suggesting their key role in intracellular signaling. Connexons made of the same type of connexins are considered homomeric, while connexons made of differing types of connexins are heteromeric.
Құрастыру
Бөлшектік түйісу плакаттарына қадамдармен жиналатын коннексиндер жасуша ішінде коннексиндердің синтезімен басталады және жасуша мембранасында бөлшектік түйісу арнасының плакаттарының қалыптасуымен аяқталады. Коннексон құрайтын коннексиннің субъединица ақуыздары жасушаның эндоплазмалық ретикулумы мембраналарында синтезделеді. Бұл субъединицалар кейіннен олигомерленеді, яғни басқа ұсақ бөліктермен біріктіріліп, Гольджи аппаратында коннексонға айналады. Содан кейін коннексондар плазмалық мембранадағы тиісті орнына жеткізіледі. Коннексондар одан кейін көрші жасушадан келген үйлесімді коннексондармен байланысып, бөлшектік түйісу арнасының плакаттарын құрайды.
The assembly of connexins destined for gap junction plaques begins with synthesis of connexins within the cell and ends with the formation of gap junction channel plaques on the cell membrane. The connexin subunit proteins that make up connexons are synthesized on the membranes of the cell's endoplasmic reticulum. These subunits are then oligomerized, or combined with other smaller parts, into connexons in the golgi apparatus. The connexons are then delivered to their proper location on the plasma membrane. Connexons then dock with compatible connexons from the neighboring cell to form gap junction channel plaques.
Деградация
Коннексон құрылымы плазмалық мембранадан алынғанда деградацияланады. Коннексон жасушаның өзінде геми-каналдардың байланысуы нәтижесінде қос мембраналы канал құрылымы ретінде ішке сіңіріледі. Зерттеулер коннексонның ерігіш екінші хабаршыларға, аминқышқылдарына, нуклеотидтерге, иондарға және глюкозаға жоғары өткізгіштігін көрсетеді. Жүрек-қан тамырлары аурулары және, мүмкін, I және II типті диабеттердің әрқайсысы бос байланысты құрайтын негізгі коннексин белгісімен байланысты. Жүрек-қан тамырлары ауруларында Cx43 (коннексин 43), коннексонның суббірлігі, жүректің синхронды соғуын қамтамасыз ететін интеркаляциялық дискілердегі кардиомиоциттердің бұлшық клеткаларын ынталандыратын бос байланыстың жалпы белгісі болып табылады. Жүрек-қан тамырлары ауруларының дамуымен бірге Cx43 суббірлігі окислик стрестің белгілерін көрсетуді бастайды, бұл жасқа немесе диетаға байланысты зиянды токсиндердің жиналуына қарсы жүректің қабілетін төмендетеді, нәтижесінде тамыр функциясының төмендеуіне әкеледі. Жалпы алғанда, Cx43 экспрессиясы мен окислик стрестің бұл өзгерістері жүректің үйлесімді соғуында бұзылыстарға алып келуі мүмкін, бұл жүрек аритмиясына бейімдейді. Коннексондар I және II типті диабетпен де байланысты. Cx36 (коннексин 36) суббірлігі инсулин секрециясына және бауыр мен бүйрек безінің бос байланыстары арқылы глюкоза шақырылған инсулин шығарылуына қатысады. Бауыр және бүйрек безінің гомеостазы жасушалық өзара әрекеттесудің күрделі жүйесі – эндокриндік сигналдама арқылы қолдалады. Гормондардың қан ағынына секрециясы алыс органдарға әсер етеді. Дегенмен, бүйрек безі мен бауырдағы эндокриндік сигналдама сигналдық жолдар, иондық каналдар, G белокпен байланысқан рецепторлар, тирозинкиназа рецепторлары және жасушадан жасушаға байланыс арқылы жасушалық мембранадағы қысқа қашықтықта жұмыс істейді. Бұл тіндердегі бос байланыстар эндокриндік сигналдамамен қамтамасыз етіледі және жасушалар мен ірі органдық жүйелер арасындағы жасушааралық сигналды тығыз байланыс арқылы жүзеге асырады. Бос байланыстың тығыздығы тіндердегі жасушалардың тиімдірек қарым-қатынас жасап, гомеостазды сақтауына мүмкіндік береді. Осылайша, бос байланыстың мақсаты иондардың, қоректік заттардың, метаболиттердің, екінші хабаршылардың және кішкентай биологиялық молекулалардың өтуін реттеу болып табылады. Диабет кезінде Cx36 жоғалтуы немесе деградациялануы бүйрек безінде инсулин және бауырда глюкоза өндірісін айтарлықтай тежейді, бұл бүкіл организм үшін энергия өндіру үшін маңызды. Cx36 жетіспеушілігі бұл тіндердегі бос байланыстың жұмыс істеу қабілетіне кері әсер етеді, бұл функцияның төмендеуіне және мүмкін ауруларға әкеледі. II типті диабетте де бос байланыстың жоғалтуы немесе деградациялануымен байланысты ұқсас симптомдар байқалды, алайда Cx36 функциясы адамдардағы I және II типті диабетте әлі толыққанды зерттелмеген. Сонымен қатар, Cx36 коннексині GJD2 генімен кодталады, бұл ген II типті диабет және диабеттік синдром үшін гендік локуста бейімділікке ие.
Connexon structure is degraded by its removal from the plasma membrane. Connexons will be internalized by the cell itself as a double membrane channel structure (due to the docking of hemi channels). Research shows connexons are particularly permeable to soluble second messengers, amino acids, nucleotides, ions and glucose. Cardiovascular disease and possibly type I and II diabetes, are each associated with a major protein connexin that makes up the gap junction. In cardiovascular disease, Cx43 (connexin 43), a subunit of a connexon, is a general protein of the gap junction stimulating cardio myocyte muscle cells of intercalated discs facilitating synchronized beating of the heart. In the occurrence of cardiovascular disease the Cx43 subunit begins to show signs of oxidative stress, the ability of the heart to counteract the buildup of harmful toxins due to age or diet leading to reduced vascular functions. Overall, these changes in Cx43 expression and oxidant stress can lead to abnormalities in the coordinated beating of the heart, predisposing it to cardiac arrhythmias. Connexons are also associated with both Type I and Type II diabetes. Cx36 (connexin 36) subunit mediates insulin excretion and glucose induced insulin release from gap junctions of the liver and pancreas. Homeostasis in the liver and pancreatic organs are supported by an intricate system of cellular interactions called endocrine signaling. The secretion of hormones into the blood stream to target distant organs. However, endocrine signaling in the pancreas and liver operates along short distances in the cellular membrane by way of signaling pathways, ion channels, G protein coupled receptors, tyrosine kinase receptors, and cell to cell contact. The gap junctions in these tissues supported by endocrine signaling arbitrate intracellular signals between cells and larger organ systems by connecting adjacent cells to each other in a tight fit. The Tight fit of the gap junction is such that cells in the tissue can communicate more efficiently and maintain homeostasis. Thus the purpose of the gap junction is to regulate the passage of ions, nutrients, metabolites, second messengers, and small biological molecules. In diabetes the subsequent loss or degradation of Cx36 substantially inhibits insulin production in the pancreas and glucose in the liver which is vital for the production of energy for the entire body. A deficiency of Cx36 adversely affects the ability of the gap junction to operate within these tissues leading a reduction in function and possible disease. Similar symptoms associated with the loss or degradation of the gap junction have been observed in type II diabetes, however, the function of Cx36 in Type 1 and type II diabetes in humans is still unknown. Additionally, the Cx36 connexin is coded for by GJD2 gene, which has a predisposition on the gene locus for type II diabetes, and diabetic syndrome.