Кіріспе

Биологияда, қаңқа ақуыздары көптеген маңызды сигналдық жолдардың маңызды реттеушілері болып табылады. Қаңқалардың функциясы қатаң анықталмағанмен, олар сигналдық жолдың бірнеше құрамымен өзара әрекеттеседі және/немесе байланысады, оларды кешендерге біріктіреді. Мұндай жолдарда олар сигналды беруді реттейді және жол құрамындарын (кешендерде ұйымдастырылған) жасушаның плазмалық мембранасы, цитоплазмасы, ядросы, Гольджи аппараты, эндосомалар және митохондриялар сияқты белгілі бір аймақтарына орналастыруға көмектеседі.

Тарих

Ашытқы Saccharomyces cerevisiae-ден алғашқы белгі беру мұншасы – Ste5 ақуызы табылды. Ste5-тің үш ерекше домені Ste11, Ste7 және Fus3 протеинкиназаларымен байланысып, көпкиназалық кешен құрайтыны көрсетілді.

Функция

Скелепицалық ақуыздар кем дегенде төрт тәсілмен әрекет етеді: сигнал беру компоненттерін байланыстыру, осы компоненттерді жасушаның белгілі бір аймақтарына орналастыру, оң және теріс кері байланыс сигналдарын үйлестіру арқылы сигнал трандукциясын реттеу және дұрыс сигнал беру ақуыздарын бәсекелес ақуыздардан оқшаулау. Скелепицалар сондай-ақ катализдік болып табылуы мүмкін, себебі сигнал беру ақуыздарымен өзара әрекеттесу осы сигналдық компоненттердің аллостериялық өзгерістеріне әкелуі мүмкін. Мұндай өзгерістер осы сигнал беру ақуыздарының белсенділігін күшейтуге немесе тежеуге қабілетті. Мысал ретінде митогенді белсендірілген протеинкиназа (MAPK) жолындағы Ste5 скелепицасын келтіруге болады. Ste5 жұптасу сигналдарын Fus3 MAPK арқылы бағыттайды деп ұсынылған, бұл оның MAPKK Ste7 арқылы белсендірілуі үшін осы нақты киназаны катализдік түрде босатады.

Клеткадағы сигналды компоненттердің орналасуы

Скелеполиттер сигналдық реакцияны жасушаның нақты бір аймағына шоғырландырады, бұл процесс сигналдық аралық заттардың жергілікті өндірісі үшін маңызды болуы мүмкін. Бұл процестің бір мысалы – А киназалық зәкірлі ақуыздар (АКАА), олар циклдік АМФ-ке тәуелді протеинкиназаны (ПКА) жасушадағы әртүрлі орындарға бағыттайды. Бұл шоғырлану PKA-ны жергілікті түрде реттеуге мүмкіндік береді және оның субстраттарының PKA арқылы жергілікті фосфорилирленуіне алып келеді.

Оң және теріс пікірлерді үйлестіру

Көптеген гипотезалар, іргетастардың оң және теріс кері байланысты қалай үйлестіретіні туралы, жасалма іргетастар мен математикалық модельдеуден туындайды. Үш киназа сигналдық каскадтарында іргетастар барлық үш киназаны байланыстырады, киназаның таңдамалығын арттырады және киназаның тек бір төменгі нысанаға фосфорилденуімен шектеу арқылы сигнал күшеюін қысқартады. Бұл мүмкіндіктер іргетастар мен киназалар арасындағы өзара әрекеттесудің тұрақтылығына, жасушадағы базалық фосфатаза белсенділігіне, іргетастардың орналасуына және сигналдық компоненттердің экспрессия деңгейлеріне байланысты болуы мүмкін.

Іргетасты протеиндер жиынтығы

СКАФОЛД БӨЛІКТЕРІНІҢ ЖОЛЫҚТЫ ФункцияларыРаспарировкаKSR MAPK RAS ERK жолының құрастырылуы мен локализациясы Биологияда ең жақсы зерттелген RAS ERK сигналды жолдарының бірі – RAS G ақуызының MAPKKK RAF-ты белсендіретін RAS ERK жолы, ол MAPKK MEK1 (MAPK/ERK киназа 1) –ді белсендіретін, ал ол өз кезегінде MAPK ERK-ті белсендіретін жол. Осы жолға және басқа ұқсас MAPK жолдарына бірнеше іргетастық ақуыздар қатысады. Мұндай іргетастың бір ақуызы – KSR, бұл жақсы зерттелген ашытқының MAPK іргетастық ақуызы Ste5-ке ең ықтимал баламасы. Ол жолдың оң реттегіші болып табылады және жолдағы көптеген белоктарды, соның ішінде каскадтағы барлық үш киназаны байлайды. MEKK1 MAPK Өлім рецепторларының сигналосомасының құрастырылуы мен локализациясы Басқа іргетастық ақуыздарға В-клеткалы лимфома 10 (BCL 10) және MEK киназа 1 (MEKK1) жатады, олар JUN N терминалды киназа (JNK) жолында рөл атқарады. BCL 10 MAPK құрастыру және JNKAKAP PKA жолдарының ерекшелігі PKA-ның төменгі бағыттағы мақсаттарға фосфорилирлеуін үйлестіру. Бұл ақуыздар отбасы PKA-ның реттеуші кіші бірлігін байлау қабілетімен ғана құрылымдық жағынан байланысты, бірақ басқа жағдайларда ферменттер мен субстраттардың өте әртүрлі жиынтығын байлай алады. AHNAK 1 Кальций сигнализациясы Кальций арналарының құрастырылуы мен локализациясы Иммундық жасушалардың дұрыс жұмыс істеуі үшін кальций сигнализациясы өте маңызды. Жақында жүргізілген зерттеулер іргетастық ақуыз AHNAK1-дің плазмалық мембранадағы кальций арналарын дұрыс орналастыру қабілеті арқылы Т-клеткалардағы кальцийді тиімді сигналдауға және NFAT-ті белсендіруге маңызды екенін көрсетті [14]. Иммундық емес жасушаларда AHNAK1 фосфолипаза Cγ (PLC γ) және PKC-мен кальций арналарын байлайтыны да дәлелденді. Осы бәсекелестік арқылы HOMER ақуыздары NFAT-тің белсенділігін азайта алады, бұл IL 2 цитокинінің өндірісін де азайтады. Pellino Тумысынан иммундық сигнализация TLR сигналосомасының құрастырылуы Дәлелдер Пеллино ақуыздарының маңызды тумысынан иммундық сигнализация жолында, Toll-тәрізді рецептор (TLR) жолында іргетастық ақуыздар ретінде жұмыс істейтінін көрсетеді. Пеллиноның көптеген функциясы болжамдарға негізделген, алайда Пеллино ақуыздары IL 1R белсендірілгеннен кейін IRAK1, TRAF6 және TAK1 қосылуы мүмкін, бұл олардың TLR жолының компоненттерін оның рецепторының жанында жинап, локалдастыруы мүмкін екенін көрсетеді. NLRP Тумысынан иммундық сигнализация Инфламмасоманың құрастырылуы NLR отбасы – тұқым қуалайтын иммунитетке қатысы бар рецепторлардың өте консервацияланған және үлкен отбасы. NLRP (NLR отбасы, пириндік доменді қамтитын) рецепторлар отбасы инфламмасоманы құрастыру арқылы іргетас ретінде қызмет етеді, бұл кешен IL 18 және IL 1β сияқты қабынуға қарсы цитокиндердің секрециясына әкеледі. DLG1 Т-клетка рецепторларының сигнализациясы TCR сигнализация молекулаларының құрастырылуы мен локализациясы, p38 активациясы DLG1 иммундық жасушаларда жоғары сақталады және перифериядағы Т-клеткаларының белсендірілуі үшін маңызды. Ол иммунологиялық синапсқа тартылады және Т-клетка рецепторларының ζ тізбегін (TCR) CBL, WASP, p38, LCK, VAV1 және ZAP70-ке байланыстырады. Бұл деректер DLG1 TCR сигнализация механизмдерін цитоскелетті реттеушілермен байланыстыруға қатысы бар екенін және сонымен қатар p38 жолын белсендіре түсуге қатысы бар екенін көрсетеді. Алайда, DLG1 Т-клеткаларының белсенділігін оң немесе теріс реттей ме екені белгісіз. Spinophilin Дендриттік жасушалардың сигнализациясы DC иммунологиялық синапса протеиндерінің жиналуы Spinophilin дендриттік жасушалардың қызметіне, атап айтқанда иммунологиялық синапстардың пайда болуына қатысады. Spinophilin дендриттік жасушаның Т-клеткамен байланысынан кейін синапсқа тартылады. Бұл іріктеу маңызды болып көрінеді, өйткені spinophilin-сіз дендриттік жасушалар Т-жасушаларды in vitro немесе in vivo белсендіре алмайды. Spinophilin антигенді қалай ұсынуға ықпал ететіні әлі белгісіз, бірақ spinophilin жасушалық байланыстың ұзақтығын синапста реттеуі немесе MHC молекулалары сияқты жасушадағы костимуляторлық молекулалардың қайта өңдеуін реттеуі мүмкін. Протохлорофиллид биосинтезі кезінде теріс кері байланыс координациясы. Хлорофиллдің алдын ала сатысындағы өте улы протохлорофиллидтің синтезін бұратын жолды құрастыру және локализациялау. Протохлорофиллидтің синтезін қатаң реттеу керек, өйткені оның хлорофиллге айналуы үшін жарық қажет. FLU реттеуші ақуыз тилакоидтық мембранада орналасқан және каталитикалық белсенділігі жоқ бірнеше ақуыз-ақуыз өзара әрекеттесу орындарын ғана қамтиды. Бұл белокты жоқ мутанттар қараңғыда протохлорофиллидтің жоғары концентрациясын жинақтайды. Өзара әрекеттесуші серіктестер белгісіз. Ақуыз эволюция барысында қарапайымдануға ұшырады.

Хантингтин ақуызы

Хантингтин ақуызы ДНҚ зақымдалған жерлерде АТМ жөндеу ақуызымен бірге орналасады. Хантингтин – АТМ тотығу ДНҚ зақымдану жауап кешеніндегі қаңқалық ақуыз. Хантингтон ауруының себебі, ДНҚ жөндеудегі мутантты хантингтин қаңқалық ақуызының жұмыс істемеуі болуы мүмкін, бұл метаболизмі жоғары жасушаларда тотығу ДНҚ зақымдануының күшеюіне алып келеді. RAD51 және DMC1 – сүтқоректілер мейозы кезінде гомологиялық рекомбинация арқылы ДНҚ екі жіпті үзілісін жөндеу үшін жіп алмасуын қамтамасыз ететін рекомбиназалар. Хромосома қаңқасын құрайтын ақуыздар да қаңқалық ақуыздар деп аталады. Ферменттік реакцияларда, бірнеше немесе тізбекті реакцияларды ортақ жолмен орындайтын көп функциялы ірі ферменттер, кейде қаңқалық ақуыздар деп аталады, мысалы пируват дегидрогеназасы. Молекула пішінін қалыптастыруда, бірнеше молекулаларды дұрыс кеңістіктік орналасуда ұстап тұратын фермент немесе құрылымдық ақуыз, мысалы темір-күкірт кластерлік қаңқалық ақуыздар. Құрылымдық қаңқалар цитоскелет және ЭКМ-де молекулалар механикалық қаңқаны қамтамасыз етеді, мысалы 4-ші типтегі коллаген.