Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Миристойлация – миристойл қышқылынан алынған миристойл тобының N-терминальды глицин қалдығының альфа-амино тобына амидтік байланыс арқылы ковалентті қосылатын липидтік модификация. Миристикалық қышқыл – 14 көміртекті қаныққан май қышқылы (14:0), жүйелі атауы n-тетрадекано қышқылы. Бұл модификация котрансляциялық немесе посттрансляциялық түрде жүзеге асырылуы мүмкін. N-миристоилтрансфераза (NMT) жасуша цитоплазмасында миристикалық қышқылдың қосылу реакциясын катализдейді. Бұл липидтік оқиға майлы ацилирлеудің ең көп таралған түрі болып табылады және жануарлар, өсімдіктер, саңырауқұлақтар, протозоалар және вирустар сияқты көптеген организмдерде кездеседі. Миристойлация белок-белок және белок-липид өзара әрекеттесулеріне мүмкіндік береді. Шамамен бір уақытта Клод Б. Клейдің зертханасында осы N-терминальды блоктаушы топ миристикалық қышқыл ретінде толығырақ сипатталды. Екі зертхана да массалық спектрометрия және газ хроматографиясы сияқты ұқсас әдістерді қолдана отырып, осы жаңалықты жасады.
Myristoylation is a lipidation modification where a myristoyl group, derived from myristic acid, is covalently attached by an amide bond to the alpha amino group of an N terminal glycine residue. Myristic acid is a 14 carbon saturated fatty acid (14:0) with the systematic name of n tetradecanoic acid. This modification can be added either co translationally or post translationally. N myristoyltransferase (NMT) catalyzes the myristic acid addition reaction in the cytoplasm of cells. This lipidation event is the most common type of fatty acylation and is present in many organisms, including animals, plants, fungi, protozoans and viruses. Myristoylation allows for weak protein–protein and protein–lipid interactions Almost simultaneously in Claude B. Klee's lab, this same N terminal blocking group was further characterized as myristic acid. Both labs made this discovery utilizing similar techniques: mass spectrometry and gas chromatography.
Құрылымы
NMT кристалдық құрылымы екі толықтай бірдей кішібірлікті ашады, олардың әрқайсысының миристоил-CoA байланысатын орны бар. Әрбір кішібірлік α спиральдарымен қоршалған үлкен, ерін тәрізді β-жапырақтан тұрады. Бұл құрылымның симметриясы шамамен екі еселі. Миристоил-CoA N-терминальдық бөлігіне, ал C-терминальдық бөлігі протеинге байланысады.
The crystal structure of NMT reveals two identical subunits, each with its own myristoyl CoA binding site. Each subunit consists of a large saddle shaped β sheet surrounded by α helices. The symmetry of the fold is pseudo twofold. Myristoyl CoA binds at the N terminal portion, while the C terminal end binds the protein.
Миристойлациялау молекулалық ауыстырғышы
Миристоилдену ақуыздың қызметін ғана емес, сонымен қатар оны реттеудің қосымша деңгейлерін де қамтамасыз етеді. Миристоил тобының ең көп кездесетін функцияларының бірі – модификацияланған ақуыздың мембранамен байланысуы және жасуша ішіндегі орналасуы. Миристоил тобы ақуыздың соңына қосылғанымен, кейбір жағдайларда ол ерітіндіге шықпай, ақуыздың гидрофобтық аймақтарында жинақталады.
Myristoylation not only diversifies the function of a protein, but also adds layers of regulation to it. One of the most common functions of the myristoyl group is in membrane association and cellular localization of the modified protein. Though the myristoyl group is added onto the end of the protein, in some cases it is sequestered within hydrophobic regions of the protein rather than solvent exposed.
Миристойлданған ақуыздардың қос модификациясы
N-миристоилденген ақуыздарды одан әрі модификациялау миристоилденген ақуыздарды реттеудің тағы бір деңгейін қосады. Екі рет ацилдеу ақуыздардың мембранадағы липидтік рафтарға нақты бағытталуына немесе миристоилденген ақуыздардың мембранадан бөлінуіне мүмкіндік беру арқылы, олардың локализациясын күштірек реттеуге көмектеседі. Миристоилдеу және пальмитоилдеу әдетте бірге жүретін модификациялар. Миристоилдеу ғана өсімдіктердің қоршаған орта стрессіне жауап ретінде уақытша мембраналық өзара әрекеттесуді күшейте алады. Сонымен қатар, G белкесі арқылы сигнал беру кезінде α-бөлімшесінің пальмитоилдеуі, γ-бөлімшесінің пренилдеуі және миристоилдеу G белкесін плазмалық мембрананың ішкі бетіне бекітуге қатысады, бұл G белкесінің оның рецепторымен өзара әрекеттесуіне мүмкіндік береді.
Further modifications on N myristoylated proteins can add another level of regulation for myristoylated protein. Dual acylation can facilitate more tightly regulated protein localization, specifically targeting proteins to lipid rafts at membranes or allowing dissociation of myristoylated proteins from membranes. Myristoylation and palmitoylation are commonly coupled modifications. Myristoylation alone can promote transient membrane interactions in plant responses to environmental stress. In addition, in signal transduction via G protein, palmitoylation of the α subunit, prenylation of the γ subunit, and myristoylation is involved in tethering the G protein to the inner surface of the plasma membrane so that the G protein can interact with its receptor.
Апоптоз
Миристойлация – апоптоздың, яғни бағдарланған жасуша өлімінің ажырамас бөлігі. Апоптоз жасуша гомеостазы үшін қажетті және жасушалар гипоксия немесе ДНК зақымдануы сияқты стресске ұшыраған кезде жүзеге асады. Апоптоз митохондриялық немесе рецептор арқылы белсендірілу арқылы жүруі мүмкін. Рецептор арқылы болатын апоптозда, жасуша өлім рецепторымен байланысқанда апоптоз жолдары іске қосылады. Мұндай жағдайда, өлім рецепторымен байланысу өлімді тудыратын сигналдық кешеннің қалыптасуын бастайды – бұл кешен көптеген белоктардан, оның ішінде бірнеше каспазалардан, соның ішінде каспаза 3-тен тұрады. Каспаза 3 бірқатар белоктарды кеседі, олар кейіннен NMT арқылы миристойлануға ұшырайды. Проапоптотикалық BH3 доменінің өлім агонисті (Bid) – миристойланғаннан кейін митохондрияға көшіп, цитохром c-нің босатылуына себеп болып, жасуша өліміне алып келетін белоктардың бірі. c-Src-нің белсенділігі «қатерлі ісіктің белгілеріне» әкелуі мүмкін, олардың ішінде ангиогенездің күшеюі, көбею және инвазия бар.
Myristoylation is an integral part of apoptosis, or programmed cell death. Apoptosis is necessary for cell homeostasis and occurs when cells are under stress such as hypoxia or DNA damage. Apoptosis can proceed by either mitochondrial or receptor mediated activation. In receptor mediated apoptosis, apoptotic pathways are triggered when the cell binds a death receptor. In one such case, death receptor binding initiates the formation of the death inducing signaling complex, a complex composed of numerous proteins including several caspases, including caspase 3. Caspase 3 cleaves a number of proteins that are subsequently myristoylated by NMT. The pro apoptotic BH3 interacting domain death agonist (Bid) is one such protein that once myristoylated, translocates to the mitochondria where it prompts the release of cytochrome c leading to cell death. Activation of c Src can lead to the so called "hallmarks of cancer", among them upregulation of angiogenesis, proliferation, and invasion.
Вирустық жұқпалылық
ВИЧ-1 – ретровирус, геномын сәтті жинақтау, құрастыру және жаңа инфекциялық бөлшекке жетілу үшін құрылымдық ақуыздарының бірінің миристойлендірілуіне тәуелді. Вирустық матрица ақуызы, гаг полибелогының N-терминалды домені миристойлденеді. Бұл миристойлендіру модификациясы гагты жаңақтанған жасуша мембранасына бағыттайды. Матрицалық ақуыздағы негізгі аймақты қамтитын миристойл электростатикалық қосқышын пайдаланып, гаг вирустық жиналу, бүршіклену және одан әрі жетілу үшін плазмалық мембранадағы липидтік салдарда жиналуы мүмкін. Вирустық инфекцияны болдырмау үшін матрицалық ақуыздағы миристойлендіру тиімді дәрілік мақсатқа айналуы мүмкін.
HIV 1 is a retrovirus that relies on myristoylation of one of its structural proteins in order to successfully package its genome, assemble and mature into a new infectious particle. Viral matrix protein, the N terminal–most domain of the gag polyprotein, is myristoylated. This myristoylation modification targets gag to the membrane of the host cell. Utilizing the myristoyl electrostatic switch, including a basic patch on the matrix protein, gag can assemble at lipid rafts at the plasma membrane for viral assembly, budding and further maturation. In order to prevent viral infectivity, myristoylation of the matrix protein could become a good drug target.
Прокариоттық және эукариоттық инфекциялар
Кейбір НМТ бактериялық инфекцияларға қарсы препараттарды әзірлеу үшін терапиялық нысана болып табылады. Миристойлациялау көптеген ауру тудыратын саңырауқұлақтардың, оның ішінде C. albicans және C. neoformans тірі қалуы үшін қажет екені көрсетілді. Прокариоттық бактериялардан өзге, көптеген ауру тудыратын эукариоттық организмдердің НМТ-лері де препараттарды іздеу нысаны ретінде анықталды. Лейшмания майор және Лейшмания донавани (лейшманиоз), Трипанозома брусеи (африкалық ұйқы ауруы) және П. фальципарум (малярия) протозояларында НМТ-нің дұрыс жұмыс істеуі паразиттердің тірі қалуы үшін маңызды. Осы организмдерге қарсы ингибиторлар қазіргі уақытта зерттеліп жатыр. T. brucei-ге қатысты іріктелген байланысқа түсетін пиразол сульфанамид ингибиторы анықталды, ол пептид байланысу орны үшін бәсекелесіп, ферменттік белсенділікті тежеп, африкалық ұйқы ауруымен ауырған тышқандардың қан ағынынан паразитті жояды.
Certain NMTs are therapeutic targets for development of drugs against bacterial infections. Myristoylation has been shown to be necessary for the survival of a number of disease causing fungi, among them C. albicans and C. neoformans. In addition to prokaryotic bacteria, the NMTs of numerous disease causing eukaryotic organisms have been identified as drug targets as well. Proper NMT functioning in the protozoa Leishmania major and Leishmania donovani (leishmaniasis), Trypanosoma brucei (African sleeping sickness), and P. falciparum (malaria) is necessary for survival of the parasites. Inhibitors of these organisms are under current investigation. A pyrazole sulfonamide inhibitor has been identified that selectively binds T. brucei, competing for the peptide binding site, thus inhibiting enzymatic activity and eliminating the parasite from the bloodstream of mice with African sleeping sickness.