Мембраналық ақуыздар – жасуша мембраналарының құрамындағы маңызды молекулалар. Дәрілердің жартысынан астамы оларға бағытталған. Құрамы, түрлері туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Биологиялық мембраналардың құрамында болатын немесе олармен өзара әрекеттесетін ақуыздар.
Proteins that are part of, or interact with, biological membranes
Мембраналық ақуыздар – биологиялық мембраналардың құрамында болатын немесе олармен өзара әрекеттесетін кең таралған ақуыздар. Мембраналық ақуыздар орналасуына қарай бірнеше негізгі топқа бөлінеді. Интегралды мембраналық ақуыздар жасуша мембранасының тұрақты құрамы болып табылады және мембрананы тесіп өтуі (трансмембраналық) немесе мембрананың бір жағымен байланысуы мүмкін (интегралды монотоптық). Перифериялық мембраналық ақуыздар жасуша мембранасымен уақытша байланысады. Мембраналық ақуыздар көптеп кездеседі және медициналық маңызы зор – адам ағзасындағы барлық ақуыздардың шамамен үштен бірі мембраналық ақуыздар, және олар барлық дәрілердің жартысынан астамы үшін нысана болып табылады. Бірақ, басқа ақуыз түрлерімен салыстырғанда, мембраналық ақуыздың құрылымын анықтау қиын, себебі оның табиғи ортасынан оқшауланғанда дұрыс (туған) пішінін сақтауға болатын тәжірибелік жағдайларды орнату өте қиын.
Membrane proteins are common proteins that are part of, or interact with, biological membranes. Membrane proteins fall into several broad categories depending on their location. Integral membrane proteins are a permanent part of a cell membrane and can either penetrate the membrane (transmembrane) or associate with one or the other side of a membrane (integral monotopic). Peripheral membrane proteins are transiently associated with the cell membrane. Membrane proteins are common, and medically important—about a third of all human proteins are membrane proteins, and these are targets for more than half of all drugs. Nonetheless, compared to other classes of proteins, determining membrane protein structures remains a challenge in large part due to the difficulty in establishing experimental conditions that can preserve the correct (native) conformation of the protein in isolation from its native environment.
Перифериялық мембраналық ақуыздар
Перифериялық мембраналық ақуыздар гидрофобтық, электростаттық және басқа да ковалентті емес өзара әрекеттесулердің жиынтығы арқылы липидтік екі қабатқа немесе интегралдық ақуыздарға уақытша бекітіледі. Полярлы реагенттермен, мысалы, жоғары pH немесе жоғары тұз концентрациясы бар ерітінділермен өңделгеннен кейін перифериялық ақуыздар бөлінеді. Интегралды және перифериялық ақуыздар трансляциядан кейін май қышқылы, диацилглицерол немесе пренил тізбектері, немесе GPI (гликозилфосфатидилинозитол) қосылуымен модификациялана алады, олар липидтік екі қабатқа бекітілуі мүмкін.
Peripheral membrane proteins are temporarily attached either to the lipid bilayer or to integral proteins by a combination of hydrophobic, electrostatic, and other non covalent interactions. Peripheral proteins dissociate following treatment with a polar reagent, such as a solution with an elevated pH or high salt concentrations. Integral and peripheral proteins may be post translationally modified, with added fatty acid, diacylglycerol or prenyl chains, or GPI (glycosylphosphatidylinositol), which may be anchored in the lipid bilayer.
Полипептидтік токсиндер
Полипептидтік токсиндер және көптеген антибактериялық пептидтер, мысалы, колициндер немесе гемолизиндер, сондай-ақ апоптоз процесіне қатысатын кейбір белоктар кейде жеке категория ретінде қарастырылады. Бұл ақуыздар суда еритін, бірақ маңызды конформациялық өзгерістерге түсіп, олигомерлік кешендер құрастырып, липидтік екі қабатпен қайтымсыз немесе қайтымды түрде байланыса алады.
Polypeptide toxins and many antibacterial peptides, such as colicins or hemolysins, and certain proteins involved in apoptosis, are sometimes considered a separate category. These proteins are water soluble but can undergo significant conformational changes, form oligomeric complexes and associate irreversibly or reversibly with the lipid bilayer.
Геномдарда
Мембраналық ақуыздар, ерігіш шар тәрізді ақуыздар, талшықты ақуыздар және түзiлiсiз ақуыздар сияқты, көп кездеседi. Көптеген геномдардағы барлық гендердiң 20–30% мембраналық ақуыздарды кодтайды деп есептелiнедi. Мысалы, E. coli бактериясының ~4200 протеинiнiң шамамен 1000-ы мембраналық протеиндер деп саналады, олардың 600-i мембранада тұратыны тәжiрибелiк түрде расталған. Адамдарда қазiргi деректер геномның толық 30% мембраналық ақуыздарды кодтайтынын көрсетедi.
Membrane proteins, like soluble globular proteins, fibrous proteins, and disordered proteins, are common. It is estimated that 20–30% of all genes in most genomes encode for membrane proteins. For instance, about 1000 of the ~4200 proteins of E. coli are thought to be membrane proteins, 600 of which have been experimentally verified to be membrane resident. In humans, current thinking suggests that fully 30% of the genome encodes membrane proteins.
Ауру кезінде
Қазіргі заманғы дәрілік препараттардың 50%-дан астамы мембраналық ақуыздарға бағытталған. 2019 жылға дейін тек 50 адам мембраналық ақуызының құрылымы анықталды. Олардың гидрофобтық беттері құрылымдық, әсіресе функционалдық сипаттамаларды анықтауды қиындатады. Детергенттер мембраналық ақуыздарды суда еритін ету үшін қолданылуы мүмкін, бірақ олар ақуыздың құрылымын және қызметін өзгерте алады. Сондай-ақ, альтернативті rho1D4 белгісі де сәтті қолданылды.
Membrane proteins are the targets of over 50% of all modern medicinal drugs. and by 2019 only 50 human membrane proteins had had their structures elucidated. Their hydrophobic surfaces make structural and especially functional characterization difficult. Detergents can be used to render membrane proteins water soluble, but these can also alter protein structure and function. and the alternative rho1D4 tag has also been successfully used.