پردازش و کنترل کیفیت (بخش سوم)

پردازش هایی که روی پروتئین های ورودی به شبکه آندوپلاسمی زبر انجام می شوند، شامل جدا شدن توالی نشان، N- گلیکوزیلاسیون و پردازش های ویژه هر پروتئین است.

در مطلب قبل دانستید که محیط سیتوزول قدرت احیا کنندگی بالایی دارد که تشکیل این پیوندها را (که با شکل اکسید شده ریشه های سیستئین ایجاد می شوند) نا مطلوب می کند. در این مطلب نیز برای درک بهتر، توضیحات تکمیلی در مورد پردازش و کنترل کیفیت را بررسی خواهیم کرد.

ساختار چاپرون های مولکولی

مطالعات مختلف نشان می دهند که چاپرون های مولکولی در همه موجودات زنده و اندامک های همزیست از جمله باکتری ها، سیتوزول، میتوکندری، کلروپلاست و شبکه آندوپلاسمی در سلول های یوکاریوتی یافت می شود. همچنین نتایج تحقیقات روی ویروس ها، نمایانگر وجود پروتئین هایی شبیه به چاپرون ها به نام چوب بست در آنهاست که نقش تاخوردگی صحیح را در پروتئین های کپسید و پروتئین های ویروسی دیگر ایفا می کند.

چاپرون ها ساختارهایی وابسته به ATP  هستند که به طور کلی به دو گروه تقسیم می شوند: گروه اول شامل چاپرونین هایی هستند که در ابتدا به طور تکاملی در رابطه با اجزای سیتوزولی باکتریای (GROEL) ، ماتریکس میتوکندری (Hsp60)  و بستره کلروپلاست (RBP) یافت شده اند و دارای درجه بالایی از توالی هومولوگ هستند. گروه دوم چاپرون ها که با سطح پایین تری از توالی هم ساختار دیده می شوند.

GROELL بهترین چاپرونین مشخص شده است که به عنوان نماینده چاپرونین ها مورد مطالعه قرار می گیرد. ساختار GROEL هومو الیگومر استوانه مانند شامل دو حلقه هپتامراز زیر واحدهای ۵۷ کیلومتر دالتونی است که پشت به پشت هم قرار گرفته است GROES ساختار تک حلقه گنبدی تو خالی شامل ۷ زیر واحد است که به عنوان سرپوش روی GROEL قرار می گیرد.

عملکرد چاپرون های مولکولی

هدایت صحیح پروتئین های سلولی به اندامک های هدف ( میتوکندری ، کلروپلاست، پراکسی زوم ؟، لیزوزوم و…)

انتقال یون های فلزی به اندامک های مختلف سلولی و قرار دادن یون های فلزی خاص در ساختار آنزیم های فلزی

کمک به سنتز گیرنده های آنتی ژنی دستگاه ایمنی

دخالت در تولید پریون های طبیعی

تنظیم آپوپتوز ( مرگ برنامه ریزی شده سلول

کمک به تجزیه ی پروتئین های نادرست تاخورده و تجمع یافته ی غیر فعال

استفاده از چاپرون ها در صنعت

مداخله در تولید پروتئین های فعال در دستگاه های عصبی، قلب و عروق، تنفسی و پوست

پروتئین های کمکی دیگر لکتین ها می باشند. لکتین ها می توانند به کربوهیدرات های روی گلیکو پروتئین ها متصل شوند. پروتئین هایی مثل کل نکسین و کل رتیکولین لکتین هستند. لکتنین های شبکه آندوپلاسمی عموما به کاتالیزورهای تا شدن متصل هستند. در نتیجه، اتصال آنها به گلیکو پروتئین ها باعث تسهیل در تا شدن این گلیکو پروتئین ها می شود. گاهی کاتالیزورهای تا شدن و لکتین ها را نیز با نام عمومی چاپرون می خوانند.

یک پروتئین خاص ممکن است برای رسیدن به شکل فعال خود به پروتئین ها و آنزیم های ویژه ای علاوه بر موارد فوق نیاز داشته باشد. برای نمونه آنزیم پرولیل 4- هیدروکسیلاز برای تا شدن و سوار شدن درست رشته های پروکلاژن (که به صورت مارپیچ سه گانه ویژه ای تا می شوند) لازم است.

یک پروتئین برای تا شدن درست ممکن است بارها تحت چرخه اتصال و جدا شدن از کمپلکس های چاپرونی قرار گیرد. برخی پردازش های قندی روی الیگو ساکاریدهای متصل به پروتئین فقط زمانی کامل می شوند که پروتئین به درستی تا شده باشد. در این زمان، این پردازش ها باعث می شوند پروتئین مورد نظر بتواند شبکه آندوپلاسمی را ترک کند و به دستگاه گلژی برسد. در غیر این صورت پروتئین های ویژه ای آنها را در شبکه آندوپلاسمی نگه می دارند. (شکل1) پروتئین هایی که نتوانند حتی پس از مدت زیادی به درستی تا شوند، به سیتوزول بازگردانده و توسط پروتئازوم تجزیه می شوند.

شکل1: نقش قندی شدن در تا شدن پروتئین ها در ER (روی تصویر کلیک کنید.)

در مجموع فرآیندهای گوناگونی وجود دارند که تضمین می کنند پروتئین ها در شبکه آندوپلاسمی به درستی پردازش و تا شوند. به این فرآیندها کنترل کیفیت گفته می شود.

منبع: http://omzm.ir

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان