Кіріспе

Микротубульдермен өзара әрекеттесетін ақуыздар. Жасуша биологиясында микротубульдермен байланысты ақуыздар (МАҚ) – жасушаның цитоскелетін құрайтын микротубульдермен өзара әрекеттесетін ақуыздар. МАҚ-тар жасушаның тұрақтылығын, оның ішкі құрылымын және жасуша ішіндегі компоненттердің тасымалдануын қамтамасыз етеді.

Функция

МАП-тар микротүтіктерді құрайтын тубулиннің кіші бірліктеріне байланысып, олардың тұрақтылығын реттейді. Көптеген әртүрлі жасуша түрлерінде көптеген МАП анықталды және олардың кең ауқымды функцияларды орындайтыны анықталды. Оларға микротүтіктерді тұрақтандыру және тұрақсыздандыру, микротүтіктерді белгілі бір жасушалық орындарға бағыттау, микротүтіктерді өзара байланыстыру және микротүтіктердің жасушадағы басқа ақуыздармен өзара әрекеттесуін қамтамасыз ету кіреді. Жасуша ішінде МАП микротүтіктердің тубулин димерлеріне тікелей байланысады. Бұл байланыс полимерленген немесе деполимерленген тубулинмен жүзеге асуы мүмкін және көп жағдайда микротүтік құрылымын тұрақтандырып, одан әрі полимерленуге ықпал етеді. Әдетте, МАП-тың С терминалды домені тубулинмен өзара әрекеттеседі, ал N терминалды домені жасушалық көпіршіктермен, аралық жіпшелермен немесе басқа микротүтіктермен байланыса алады. МАП-тың микротүтікке байланысуы МАП-тың фосфорилирленуі арқылы реттеледі. Бұл микротүтікке жақындықты реттейтін киназа (MARK) ақуызының қызметі арқылы іске асырылады. MARK-тың МАП-ты фосфорилирлеуі МАП-тың кез келген байланысқан микротүтіктерден ажырауына себеп болады. Бұл ажырау әдетте микротүтіктердің тұрақсыздығымен байланысты болып, олардың ыдырауына әкеледі. Осылайша, МАП арқылы микротүтіктердің тұрақтандырылуы жасуша ішінде фосфорилирлеу арқылы реттеледі.

Түрлері

МӘЖ бірнеше түрлі санаттар мен кіші санаттарға бөлінген. Микротүтіктер бойымен байланысатын "құрылымдық" МӘЖ-тар және микротүтіктердің өсу бағытындағы ұштарына байланысатын "+TIP" МӘЖ-тар бар. Құрылымдық МӘЖ-тар МӘЖ1, МӘЖ2, МӘЖ4 және Тау отбасыларына жіктеледі. +TIP МӘЖ-тары кинезин, динеин сияқты моторлы ақуыздар және басқа МӘЖ-тар болып табылады.

MAP1 (I типті MAP)

MAP1a (MAP1A) және MAP1b (MAP1B) – MAP1 отбасының екі негізгі мүшесі. Бұл екі ақуыздың молекулалық массасы жоғары. Олар микротүтіктерге зарядтық өзара әрекеттесу арқылы байланысады, бұл көптеген басқа МАП-тардан өзгеше механизм. Бұл МАП-тардың С-терминалдары микротүтіктерге, ал N-терминалдары цитоскелеттің басқа бөліктеріне немесе плазмалық мембранаға байланысып, жасуша ішіндегі микротүтіктердің арақашықтығын реттейді. MAP1 отбасының мүшелері жүйке жасушаларының аксондары мен дендриттерінде табылады. Бұл отбасының тағы бір мүшесі – MAP1S, оның молекулалық массасы төмен. MAP1S жасушаның бөлінуін және жасуша өлімін реттейді.

MAP2 (2-түр)

MAP2 туысы нейрондардың дамуына қатысады, көбінесе аксон қалыптасуының бастапқы кезеңдерінде кездеседі, бірақ кейін жоғалады. Дегенмен, олар жетілген дендриттерде де табылады. MAP2-нің әртүрлі формалары мРНҚ-ның әртүрлі посттрансляциялық өзгерістері нәтижесінде пайда болады.

MAP4

Бұрын MAP4 нейрондық тіндерде кездеспейді деп есептелген, бірақ MAP SP кейбір сүтқоректілердің ми тіндерінде табылды. MAP4 тек жүйке жасушаларымен ғана шектелмейді, ол дерлік барлық түрдегі жасушаларда кездеседі.

Тау ақуыздары (2-түр)

Негізінен нейродегенеративті ауруларға алып келетін бұзылыстармен байланысты. Тау ақуыздары микротүтіктерді тұрақтандырады, соның салдарынан реакция кинетикасын жаңа кішібірліктердің қосылуына қарай өзгертіп, микротүтіктердің өсуін жылдамдатады. Таудың қосымша функциясы – жүйке жасушаларындағы микротүтіктердің бірігуін жеңілдету. Таудың функциясы неврологиялық жағдай – Альцгеймер ауруымен байланысты. Альцгеймер ауруымен ауыратын пациенттердің жүйке тінінде тау аномальды жиынтықтар құрайды. Бұл жиынтықталған тау көбінесе гиперфосфорилирлеу арқылы күрт өзгеріске ұшырайды. Жоғарыда айтылғандай, МАП-тардың фосфорилирленуі олардың микротүтіктерден ажырауына себеп болады. Осылайша, таудың гиперфосфорилирленуі кең ауқымды ажырауға әкеледі, бұл өз кезегінде жүйке жасушаларындағы микротүтіктердің тұрақтылығын күрт төмендетеді. [9] Микротүтіктердің тұрақсыздығының артуы Альцгеймер ауруының симптомдарының басты себептерінің бірі болуы мүмкін.

II типті МАП (MAP2 және Tau)

II типтегі МАП-тар сүтқоректілердің жүйке жасушаларында ғана кездеседі. Бұл – жүйке жасушаларының әртүрлі бөліктерінің құрылымын анықтауға қатысатын, ең көп зерттелген MAP2 және тау (MAPT) МАП-тары. MAP2 көбінесе дендриттерде, ал тау – аксонда кездеседі. Бұл ақуыздар микротубуламен байланысатын C-терминалды доменге және сыртқа қарай бағытталған өзгермелі N-терминалды домендерге ие, олар басқа ақуыздармен өзара әрекеттеседі. MAP2 және тау микротубулаларды тұрақтандырады, соның салдарынан реакция кинетикасын жаңа кішібірліктердің қосылуына қарай өзгертіп, микротубулалардың өсуін жылдамдатады. MAP2 және тау микротубула протофиламенттерінің сыртқы бетіне байланысып, микротубулаларды тұрақтандырады. Бір ғана зерттеуде MAP2 және таудың тубулин мономерлеріндегі микротубуланың ішкі бетінің бірдей жеріне, сондай-ақ қатерлі ісіктерді емдеу үшін қолданылатын Taxol препаратымен байланысатыны айтылған, бірақ бұл зерттеу расталмаған. MAP2 кооперативті түрде байланысады, көптеген MAP2 ақуыздары тұрақтандыру үшін бір микротубуламен байланысады. Таудың қосымша функциясы – жүйке жасушаларындағы микротубулалардың бірігуін жеңілдету. Таудың функциясы неврологиялық ауру – Альцгеймер ауруымен байланысты. Альцгеймер ауруымен ауыратын пациенттердің жүйке тінінде таудың аномальды агрегаттары пайда болады. Бұл агрегатталған тау көбінесе гиперфосфорилирлеу арқылы күрт өзгереді. Жоғарыда сипатталғандай, МАП-тардың фосфорилирленуі олардың микротубулалардан ажырауына себеп болады. Осылайша, таудың гиперфосфорилирленуі кең ауқымды ажырауға алып келеді, бұл өз кезегінде жүйке жасушаларындағы микротубулалардың тұрақтылығын күрт төмендетеді. Микротубулалардың тұрақсыздығының артуы Альцгеймер ауруының негізгі себептерінің бірі болуы мүмкін. Жоғарыда сипатталған МАП-тардан өзгеше, MAP4 (MAP4) тек жүйке жасушаларымен ғана шектелмейді, керісінше, жасушалардың барлық түрлерінде кездеседі. MAP2 және тау сияқты, MAP4 микротубулаларды тұрақтандыруға жауапты. MAP4 жасушаның бөліну процесімен де байланысты.

Басқа ЖҚЖ және атау мәселесі

Классикалық MAP топтарынан басқа, микротүтіктердің ұзындығымен байланысатын жаңа MAP топтары анықталды. Оларға STOP (сонымен қатар MAP6 деп те аталады) және ensconsin (сонымен қатар MAP7 деп те аталады) жатады. Сонымен қатар, өсіп келе жатқан микротүтіктердің ең шетіне байланысатын плюс-ұшын іздейтін ақуыздар да анықталды. Оларға EB1, EB2, EB3, p150Glued, Dynamitin, Lis1, CLIP170, CLIP115, CLASP1 және CLASP2 кіреді. Жасуша бөліну кезінде қызметі зерттелген тағы бір MAP – XMAP215 (мұндағы "X" – Xenopus). XMAP215 көбінесе микротүтіктерді тұрақтандырумен байланысты. Митоз кезінде микротүтіктердің динамикалық тұрақсыздығы шамамен он есеге артады. Бұл, ішінара, XMAP215-тің фосфорилирленуіне байланысты, бұл микротүтіктердің жылдам деполимеризациялануына (апаттарға) жағдай жасайды. Осылайша MAP-тардың фосфорилирленуі митоз процесінде маңызды рөл атқарады. Микротүтіктердің мінез-құлқына әсер ететін көптеген басқа ақуыздар да бар, мысалы, микротүтіктерді тұрақсыздандыратын катастрофин, оларды бөліп жіберетін катанин және олардың бойымен көпіршіктерді тасымалдайтын бірнеше моторлы ақуыздар. Кейбір моторлы ақуыздар бастапқыда MAP деп белгіленген, бірақ кейіннен олардың жүк тасымалы үшін АТФ гидролизін пайдаланатыны анықталды. Жалпы алғанда, бұл ақуыздардың ешқайсысы "MAP" деп есептелмейді, себебі олар MAP-тардың ерекше белгісі болып табылатын тубулин мономерлеріне тікелей байланыспайды. MAP микротүтіктерге тікелей байланысып, оларды тұрақтандыра немесе тұрақсыздандыра алады және оларды басқа микротүтіктерді қоса алғанда, әртүрлі жасушалық құрамдастармен байланыстырады.