Кіріспе

PDZ домені - бактериялардың, ашытқылардың, өсімдіктердің, вирустардың және жануарлардың сигналды ақуыздарында кездесетін 80 - 90 амин қышқылдарының ортақ құрылымдық домені. PDZ домендерін қамтитын ақуыздар рецептор ақуыздарын мембранадағы цитоскелет компоненттеріне бекітуде маңызды рөл атқарады. Бұл домендері бар ақуыздар жасушалық мембраналарда сигналды беру кешендерін біріктіріп, ұйымдастырады. Бұл домендер сигналдарды аудару кешендерінің қалыптасуы мен қызмет етуінде басты рөл атқарады. PDZ - бұл постсинаптикалық тығыздықты протеин (PSD95), Drosophila дискінің ірі ісікті басушысы (Dlg1) және zonula occludens 1 протеинінің (zo 1) доменін бөлісетін алғашқы үш белоктың алғашқы әріптерін біріктіретін инициализм. PDZ домендері бұрын DHR (Dlg гомологты аймағы) немесе GLGF (глицин леуцин глицин фенилаланин) домендері деп аталатын. Жалпы, PDZ домендері басқа да белгілі бір белоктардың C-оңшағының қысқа аймағына байланады. Бұл қысқа аймақтар бета-қапшықты көбейту арқылы PDZ доменіне байланады. Бұл PDZ доменіндегі бета-қаптаманың белдікті біріктірудің белдіктің құйрығынан қосымша бета-қаптама қосылуы арқылы кеңейтілетінін білдіреді. С-терминалдық карбоксилат тобы PDZ доменіндегі ұямен (белоктың құрылымдық мотивімен), яғни PDZ-мен байланысу мотивімен байланысты.

Ашық шығу тегі

PDZ - бұл домен байқалған алғашқы ақуыздардың атауларынан алынған аббревиатура. Постсинаптикалық тығыздықтағы 95 (PSD 95) белогы - тек мида ғана кездесетін синаптикалық белок. 20 жылдан астам уақыт бұрын PDZ домендері ашылғаннан бері жүздеген қосымша PDZ домендері анықталды. "PDZ домені" сөз тіркесінің алғашқы жарияланған қолданылуы қағаз емес, хатта болды. 1995 жылдың қыркүйек айында Калифорния технология институтының докторы Мэри Б. Кеннеди "Трендс ин биомедицина" журналына түзету хат жазды. Сол жылдың басында ғалымдардың тағы бір тобы жаңа белок доменін тапты деп мәлімдеген болатын. Зерттеген кезде PDZ домендері әдетте мономерлер ретінде оқшауланады, алайда кейбір PDZ ақуыздары димерлерді құрайды. Мономерлермен салыстырғанда PDZ димерлерінің қызметі әлі белгісіз.

Функциялар

PDZ домендерінің екі негізгі функциясы бар: жасушалық элементтерді орналастыру және жасушалық жолдарды реттеу. PDZ домендерінің алғашқы ашылған қызметі мембранадағы рецепторлы ақуыздарды цитоскелет компоненттеріне бекіту болды. PDZ домендері әртүрлі сигнал беру жолдарында реттеуші функцияларға ие. Кез келген белок бір немесе бірнеше PDZ домендері болуы мүмкін, олар бірдей немесе бірегей болуы мүмкін (оң жақтағы суретті қараңыз). Бұл түр-түрі осы белоктардың өзара әрекеттесуіне мүмкіндік береді. Бір ақуыздағы әр түрлі PDZ домендері әр түрлі рөл атқара алады, әрқайсысы мақсатты ақуыздың әртүрлі бөлігіне немесе мүлдем басқа ақуызға байланады.

Жергілікті жер

PDZ домендері күрделі эшафолд құрылымдарын ұйымдастыру мен ұстауда маңызды рөл атқарады. PDZ домендері әртүрлі белоктарда кездеседі, бірақ олардың барлығы жасушалық элементтердің орналасуына көмектеседі. PDZ домендері негізінен рецепторлы ақуыздарды цитоскелетке бекітуге қатысады. Жасушалардың дұрыс жұмыс істеуі үшін олардың құрамына кіретін ақуыздар мен басқа да молекулалардың дұрыс уақытта дұрыс жерде болуы маңызды. PDZ домендері бар ақуыздар дұрыс орналасуды қамтамасыз ету үшін әр түрлі компоненттерді байлайды. Мұндай өзара әрекеттесу болмаса, липид мембранасының сұйық табиғаты себепті рецепторлар синапстан сыртқа таралады. PDZ домендері рецепторлы ақуыздардан басқа элементтерді локализациялау үшін де қолданылады. Адамның миында азот оксиді көбінесе синапста NMDA рецепторларының белсендірілуіне жауап ретінде cGMP деңгейін өзгертуге әсер етеді. Қолайлы кеңістікті қамтамасыз ету үшін нейрондық азот оксиді синтезасы (nNOS) PSD 95-тегі PDZ домендерімен өзара әрекеттесу арқылы NMDA рецепторларына жақын орналасады, бұл бір мезгілде nNOS және NMDA рецепторларына байланады. PDZ домендері проприоцепторларда және вестибулярлық және аудиторлық шашты жасушаларда механосенсорлық сигналдануда реттеуші рөлге ие. Whirlin (WHRN) ақуызы денеде механикалық қозғалысты қимыл потенциалына айналдыратын шашты жасушалардың постсинаптикалық нейрондарында орналасады. WHRN ақуыздары үш PDZ доменін қамтиды. N ұшының маңында орналасқан домендер рецептор ақуыздары мен басқа да сигналды компоненттерге байланады. Бұл PDZ домендерінің бірі тежелген кезде нейрондардың сигнал беру жолдары бұзылады, нәтижесінде есту, көру және вестибулярлық бұзылулар пайда болады. Бұл ереже физикалық орналасу WHRN және оның PDZ доменінің таңдаулылығына негізделген деп есептеледі. Рецепторлы ақуыздарды реттеу EBP50 ақуыздағы PDZ доменінің бета 2 адренергиялық рецептордың (β2 AR) C- терминалына байласуы кезінде пайда болады. EBP50 сонымен қатар актинге қосылатын кешенмен байланысады, осылайша цитоскелет пен β2 AR арасындағы байланыс ретінде қызмет етеді. β2 АР рецепторы ақырында эндоцитоздан өтеді, онда ол ыдырау үшін лизозомаға жіберіледі немесе жасуша мембранасына қайта өңделеді. Ғалымдар β2 AR PDZ байланыстыру доменінің Ser 411 қалдықтары, ол тікелей EBP50- мен өзара әрекеттеседі, фосфорилирленген кезде рецептордың бұзылатынын көрсетті. Егер Ser 411 өзгертілмесе, рецептор қайта өңделеді. PDZ домендері мен олардың байланысу орындарының атқаратын рөлі рецепторлы белоктың жай локализациясынан тыс реттеуші маңыздылығын көрсетеді. PDZ домендері әр түрлі сигнал беру жолдарында атқаратын рөлін жақсырақ түсіну үшін одан әрі зерттелуде. Зерттеулер осы домендер жоғарыда айтылғандай, әртүрлі аурулармен, соның ішінде қатерлі ісіктермен байланысты болғандықтан, көбейді.

PDZ саласының қызметін реттеу

PDZ доменінің функциясы әр түрлі механизмдер арқылы терістелуі және белсендірілуі мүмкін. Ең көп таралғандардың екеуі - аллостеролық өзара әсерлесулер мен трансляциялық өзгерістер. Бұл модификация негізінен PDZ доменінің және лиганд белсенділігінің ингибиторы болып табылады. Кейбір мысалдарда амин қышқылдарының бүйірлік тізбектерін фосфорилирлеу PDZ доменінің сутекті байланыстарды қалыптастыру қабілетін жояды, бұл қалыпты байланысу үлгілерін бұзады. Соның нәтижесінде PDZ доменінің функциясы мен одан әрі сигнал беру жоғалады. Фосфорильдеудің тұрақты PDZ домендік қызметін бұзатын тағы бір жолы заряд қатынасын өзгерту және байланысу мен сигнализацияға әсер ету. Сирек жағдайларда зерттеушілер трансляциялық модификациялардан кейін PDZ доменінің белсенділігін белсендіретінін байқаған, бірақ бұл жағдайлар аз. PDZ домендерін реттей алатын тағы бір посттрансляциялық модификация - дисульфид көпірлерінің пайда болуы. Көптеген PDZ домендері цистеиндерден тұрады және тотықтырғыш жағдайларда дисульфидті байланыстар түзілуі мүмкін. Бұл модификация негізінен PDZ доменінің функциясын тежеуші ретінде әрекет етеді.