Кіріспе
Мембраналық ақуыздар. Липидтік бекітілген ақуыздар (липидтік байланысқан ақуыздар деп те аталады) – жасуша мембранасының бетінде орналасқан және жасуша мембранасына енген липидтерге ковалентті байланысқан ақуыздар. Бұл ақуыздар мембрананың екі қабатты құрылымындағы ұқсас май қышқылдарының тізбектерімен бірге орналасады. Липидтік бекітілген ақуыз жасуша мембранасының кез келген жағында орналасуы мүмкін. Осылайша, липид ақуызды жасуша мембранасына бекітеді. Олар протеолипидтердің бір түрі болып табылады. Липидтік топтар ақуыздың өзара әрекеттесуіне қатысады және олардың бекітілген ақуызының функциясына үлес қосады. Ақуызға бірнеше липидтік топ ковалентті байланысуы мүмкін, бірақ липидтердің ақуызға байланысатын орны липидтік топқа да, ақуызға да байланысты, ақуыздың цистеин қалдықтары арқылы. Нақтырақ айтқанда, бұл изопреноидтік топтар, әдетте фарнезил (15 көміртек) және геранилгеранил (20 көміртек) ақуыздың С-терминалына жақын цистеин қалдықтарында тиоэфир байланыстары арқылы ақуызға қосылады. Липидтік тізбектердің ақуыздарға осылай алдын ала бекітілуі олардың жасуша мембранасымен өзара әрекеттесуін жеңілдетеді.
Lipid anchored proteins (also known as lipid linked proteins) are proteins located on the surface of the cell membrane that are covalently attached to lipids embedded within the cell membrane. These proteins insert and assume a place in the bilayer structure of the membrane alongside the similar fatty acid tails. The lipid anchored protein can be located on either side of the cell membrane. Thus, the lipid serves to anchor the protein to the cell membrane. They are a type of proteolipids. The lipid groups play a role in protein interaction and can contribute to the function of the protein to which it is attached. A protein can have multiple lipid groups covalently attached to it, but the site where the lipids bind to the protein depends both on the lipid group and protein.) at cysteine residues of the protein. More specifically, these isoprenoid groups, usually farnesyl (15 carbon) and geranylgeranyl (20 carbon) are attached to the protein via thioether linkages at cysteine residues near the C terminal of the protein. This prenylation of lipid chains to proteins facilitate their interaction with the cell membrane.
Рөлдері мен функциялары
Пренилденген ақуыздар эукариоттық жасушалардың өсуі, дифференциациясы және морфологиясы үшін өте маңызды. Атап айтқанда, Ras – фернезилтрансфераза арқылы пренилденуге түсетін ақуыз, ол белсендірілген кезде жасуша өсуі мен дифференциациясына қатысты гендерді қосуға мүмкіндік береді. Осылайша, Ras сигналдауының жоғарылауы қатерлі ісікке алып келуі мүмкін. Осы пренилденген ақуыздар мен олардың механизмдерін түсіну қатерлі ісікке қарсы күресте жаңа дәрілерді әзірлеуге үлкен үлес қосты. Раб және Ро отбасыларының мүшелері, сондай-ақ ламиналар да пренилденген ақуыздар қатарына жатады. Ақуызға ковалентті байланыс арқылы ең көп таралған май қышқылдары – қаныққан миристин қышқылы (14 көміртекті) және пальмитин қышқылы (16 көміртекті) болып табылады. Ақуыздар осы май қышқылдарының біреуін немесе екеуін де қамтитын етіп өзгертілуі мүмкін, онда миристин қышқылы амидтік байланыс арқылы N-терминалды глицин қалдығының α-амино тобымен байланысады. Апоптозды реттеуге қатысатын және миристоилденген басқа ақуыздар – актин мен гельсолин.
S-пальмитолация
S-пальмитоилдену (яғни пальмитин қышқылының қосылуы) – бұл қайтымды ақуыздық модификация, онда пальмитин қышқылы тиоэстер байланысы арқылы белгілі бір цистеин қалдығына қосылады. Ақуыздың пальмитоилденуі жасушалық сигналдау жолдарында рөл атқаратын мысал – синапстағы ақуыздардың кластерленуі. Пальмитоилденген постсинаптикалық тығыздық 95 (PSD 95) ақуызы мембранамен шектеледі және постсинаптикалық мембранадағы иондық каналдарға байланысып, кластерленуіне мүмкіндік береді. Осылайша, пальмитоилдену нейротрансмиттердің бөлінуін реттеуде рөл атқара алады. Пальмитоилдену ақуыздың липидтік рафтарға (lipid rafts) деген туыстығын арттырады және ақуыздардың кластерленуін жеңілдетеді. Кластерлену екі молекуланың жақындығын арттыра алады. Сонымен қатар, кластерлену ақуызды субстраттан оқшаулап бөлеуге мүмкіндік береді. Мысалы, фосфолипаза D (PLD) пальмитоилденгенде фермент өзінің субстраты – фосфатидилхолинден оқшауланады. Холестерин деңгейі төмендегенде немесе PIP2 деңгейі жоғарылағанда пальмитат арқылы локализация бұзылады, фермент PIP2-ге жылжып, онда субстратпен кездесіп, субстраттың ұсынылуы арқылы белсенді болады.
GPI ақуыздары
Гликозилфосфатидил инозитолге бекітілген ақуыздар (GPI-бекітілген ақуыздар) ақуыздың C-терминалды карбоксил тобына амидтік байланыс арқылы GPI кешендік молекулалық тобына қосылады. Бұл GPI кешені бірнеше негізгі құрамдас бөліктерден тұрады, олардың барлығы өзара байланысты: фосфоэтаноламин, сызықтық тетрасахарид (үш манноза мен глюкозаминилден құралған) және фосфатидилинозитол. Фосфатидилинозитол тобы тетрасахаридтің N-ацетилденбеген глюкозаминасымен гликозидтік байланыс арқылы байланысады. Содан кейін тетрасахаридтің (тотықсызданбаған) шетіндегі манноза мен фосфоэтаноламин арасында фосфодиэстерлік байланыс қалыптасады. Фосфоэтаноламин тиісті ақуыздың карбоксил тобының C-терминалына амидтік байланыс арқылы қосылады. Бұл ақуыздар плазма мембранасының сыртқы бетінде ғана орналасады. Сонымен қатар, GPI ақуыздары эмбриогенезде, дамуда, нейрогенезде, иммундық жүйеде және ұрықтандыруда маңызды рөл атқарады. GPI модификациясы мембраналық микродомендермен байланыс, уақытша гомодимеризация немесе поляризацияланған жасушаларда апикалық сұрыптау сияқты қосымша функцияларды да қамтамасыз етеді.