آلية التعرف على الوحدة الفرعية في الآلات الجزيئية

نشرت مؤخرا مجموعة بحثية من مختبر مجلس البحوث الطبية للبيولوجيا الجزيئية في كامبريدج مقالة في مجلة CELL حول "آلية التعرف على الوحدة الفرعية اليتيمة أثناء مراقبة جودة التجميع"، تناقش الورقة آلية التعرف على وحدات البروتين الفرعية اليتيمة والقضاء عليها أثناء مراقبة جودة التجميع في الخلايا. وتركز الدراسة على التعرف على الوحدات الفرعية اليتيمة للشابيرونين (أو البروتين المرافق) العصاري الخلوي CCT وتوظيف إنزيم إي3 يوبيكويتين ليجاز E3 ubiquitin ligase أو اختصارا HERC2 باستخدام بروتين ZNRD2 كمحول. تحتوي الخلايا على العديد من الآلات الجزيئية التي تتكون من وحدات فرعية متعددة. وفي بعض الأحيان، يمكن أن تحدث مشاكل أثناء تجميع هذه الآلات، مما قد يؤدي إلى ظهور وحدات بروتين فرعية يتيمة. وحدات البروتين الفرعية اليتيمة هي وحدات فرعية؛ ليست جزءًا من آلة بروتينية مجمعة بالكامل ويمكن أن تكون ضارة بالخلية إذا تركت دون أن يتم التعرف عليها. تركز الورقة على كيفية التعرف على تلك الوحدات الفرعية اليتيمة في آلة جزيئية معينة تسمى الشابيرونين العصاري الخلوي cytosolic chaperonin أو اختصارا CCT وكيفية القضاء عليها. وجد الباحثون أن العديد من وحدات CCT الفرعية غير المجمعة تعمل معًا لتجنيد إنزيم إي3 يوبيكويتين ليجاز المسمى HERC2 باستخدام بروتين آخر يسمى ZNRD2 كمحول. يعد دور كل من بروتيني HERC2 و ZNRD2 ضروري في هدم وحدات CCT الفرعية اليتيمة في الخلايا من أجل الوصول إلى تحقيق اللياقة المثلى للخلايا. استخدم الباحثون رسم خرائط المجال والتنبؤ بالهيكل لتحديد السمات الجزيئية لوحدة HERC2-ZNRD2-CCT الدنيا. وقاموا أيضًا بإنشاء نموذج هيكلي لهذه الوحدة والتحقق من صحة عناصرها الرئيسية في الخلايا باستخدام طفرات نقطية. يشرح النموذج الهيكلي سبب تعرف ZNRD2 بشكل انتقائي على العديد من وحدات CCT الفرعية اليتيمة دون إشراك آلات CCT التي تم تجميعها بشكل صحيح. وتوفر نتائج هذه الدراسة نظرة ثاقبة حول كيفية مراقبة حالات الفشل أثناء تجميع CCT وتقدم نموذجًا للتعرف الجزيئي على الوحدات الفرعية اليتيمة، والتي تعد أكبر مصدر لركائز مراقبة الجودة في الخلايا. وفقا للباحثين؛ يمكن أن يكون للنتائج آثار على فهمنا للتوازن الخلوي وأمراض السمية البروتينية والشيخوخة والسرطان. ويمكن أن تمهد الدراسة أيضًا الطريق لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة لهذه الأمراض. تشير الورقة إلى أن اكتشاف العوامل التي تراقب تجميع المجمعات الأساسية، مثل CCT، يوفر نموذجًا سيوجه العمل المستقبلي في هذا المجال. على وجه التحديد، تقترح الورقة أن يتم في المستقبل المزيد من التحقيق في المسارات البديلة المستخدمة للقضاء على الوحدات الفرعية اليتيمة CCT3 و CCT6. وتحديد ما إذا كان تكوين سلسلة يوبيكويتين اللاحقة بعامل (أو عوامل) آخر مطلوبًا لإحلال الوحدات الفرعية CCT. وكذلك تقترح التحقق من صحة النموذج الهيكلي المقترح في الورقة باستخدام الطرق التجريبية، والتحقيق فيما إذا كانت النتائج صحيحة في اختبارات الوسط الحيوي. — المصدر: منشور على صفحة «مركز براهين» في فيسبوك