Your browser does not support JavaScript!

Αρχική    Συντονισμένη ρύθμιση της έκκρισης πρωτεϊνών από βακτηριακές μεμβράνες μέσω του IRA1 μοριακού διακόπτη της SecA ατράσης  

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

Προσθήκη στο καλάθι
[Προσθήκη στο καλάθι]
Κωδικός Πόρου uch.biology.phd//2004vrontou
Τίτλος Συντονισμένη ρύθμιση της έκκρισης πρωτεϊνών από βακτηριακές μεμβράνες μέσω του IRA1 μοριακού διακόπτη της SecA ατράσης
Άλλος τίτλος Cordinated regulation of protein secretion from bacterial membranes through the IRA1 molecular switch of SecA atrase
Συγγραφέας Βρόντου, Ελευθερία
Σύμβουλος διατριβής Οικονόμου, Αναστάσιος
Περίληψη Το κύτταρο είναι ένα εργοστάσιο παραγωγής πρωτεϊνικών μορίων. Το 30% των παραγόμενων πρωτεϊνών εντοπίζονται στον εξωκυτταροπλασματικό χώρο, διαδεικνύοντας την εκκριτική διαδικασία ως εντελώς απαραίτητη για την ζωή του κυττάρου. Στα βακτήρια, το πειραματικό σύστημα που χρησιμοποιείται στην παρούσα διατριβή για την μελέτη της διαδικασίας της έκκρισης, εντοπίζεται πληθώρα εκκριτικών μηχανών (μεταθετάσες). Οι μεταθετάσες με κατανάλωση ενέργειας από την υδρόλυση νουκλεοτιδίων ή από την βαθμίδωση του δυναμικού των πρωτονίων κατά μήκος της μεμβράνης, επιτελούν την μεταφορά των πρωτεϊνών διαμέσου της λιπιδικής διπλοστοιβάδας προς στο εξωτερικό του κυττάρου. Από τις παραπάνω εκκριτικές μηχανές μόνο η Sec, είναι απαραίτητη για την φυσιολογική λειτουργία του βακτηριακού κυττάρου, καθώς εκκρίνει τις περισσότερες πρωτεΐνες και γι’ αυτό μελετάται διεξοδικότερα στην παρούσα ανάλυση. Ο βασικός πυρήνας της Sec μεταθετάσης αποτελείται από τoυς ολιγομερείς SecYEG σχηματισμούς που μοιάζουν με πόρους στην μεμβράνη και την περιφερειακή πρωτεΐνη SecA. Μολονότι η SecA είναι ένα ένζυμο που ‘’μετακινείται’’ σταδιακά κατά μήκος των εκκρινόμενων πρωτεϊνικών υποστρωμάτων, παρουσιάζει ομολογία με τις ελικάσες των νουκλεϊκών οξέων. Πιο συγκεκριμένα περιλαμβάνει ένα αμινοτελικό καταλυτικό πυρήνα, που παρουσιάζει ομολογία με τον αντίστοιχο καταλυτικό πυρήνα των ελικασών (Ν-περιοχή), από τον οποίο εκβάλλουν δύο μη ομόλογες με τις ελικάσες περιοχές που συντελούν στην εξειδίκευση της πρωτεΐνης. Και ενώ η αμινοτελική περιοχή επιτελεί σχεδόν όλες τις χημικές δραστηριότητες της SecA (δέσμευση και υδρόλυση ΑΤΡ, δέσμευση του Πεπτιδίου Σηματοδότη του υποστρώματος και δέσμευση στην μεμβράνη στην θέση που εντοπίζεται το σύμπλοκο SecYEG), οι επονομαζόμενες περιοχές εξειδίκευσης, βοηθούν τις ελικάσες να αποκτήσουν τον συγκεκριμένο τους ρόλο και αναθέτουν συγκεκριμένα στην SecA πρωτεΐνη την δράση της στην διαδικασία έκκρισης των πρωτεϊνών μέσα από μεμβράνες. Αυτές είναι: η περιοχή εξειδίκευσης του υποστρώματος SSD (Substrate Specificity Domain), όπου προτείνεται ότι δεσμεύεται το υπόστρωμα και η καρβοξυτελική περιοχή (C-domain), που έχουμε διαπιστώσει ότι ρυθμίζει την δραστικότητα ΑΤΡάσης της Ν-περιοχής. Η C-περιοχή, μέσω απευθείας αλληλεπίδραση με την Ν-καταλυτική περιοχή, καταστέλλει την δραστικότητα ΑΤΡάσης της SecA όταν η τελευταία εντοπίζεται στο κυτταρόπλασμα και δεν υπάρχει ανάγκη κατανάλωσης ενέργειας. Αντίστοιχα, η ΑΤΡάση της SecA ενεργοποιείται απουσία ισχυρής αλληλεπίδρασης μεταξύ των Ν-/C-περιοχών της χωρίς να πραγματοποιείται καμία δέσμευση από τα υποστρώματα της εκκριτικής διαδικασίας. Στην περίπτωση αυτή επιτυγχάνεται μίμηση της συμπεριφοράς της SecA στην μεμβράνη κατά την διάρκεια της έκκρισης των πρωτεϊνών, όταν τα επίπεδα υδρόλυσης του ΑΤΡ πρέπει να είναι αυξημένα. Η δέσμευση της C-περιοχής στην Ν-περιοχή αποδίδεται στην πρώτη υποπεριοχή της C-περιοχής, την περιοχή SD (Scaffold Domain). Έχουμε όμως επιπλέον διαπιστώσει ότι και η υποπεριοχή IRA1 (Intramolecular Regulator of ATP hydrolysis 1), μία συντηρημένη δομή έλικας-λούπας-έλικας στην C-περιοχή απαιτείται επίσης για την ρυθμιστική δράση της τελευταίας. Η SecA πρωτεΐνη με μία μικρή έλλειψη στην IRA1 υποπεριοχή μετατρέπεται σε υπερενεργοποιημένη ΑΤΡάση η οποία παρόλα αυτά είναι ανίκανη να συντελέσει στην διαδικασία έκκρισης των πρωτεϊνών. Στην προσπάθεια μας λοιπόν να προσεγγίσουμε το αναπάντητο ερώτημα της μετατροπής της χημικής ενέργειας σε μηχανικό έργο στις ελικάσες, που πιθανότατα περιλαμβάνει ενδοεπικοινωνία μεταξύ της καταλυτικής περιοχής και των περιοχών που τους προσδίδουν εξειδίκευση, εστιαστήκαμε στον μηχανισμό ανίχνευσης της λειτουργίας της IRA1 υποπεριοχής, που αναμένεται να αποτελεί τον απαραίτητο μοριακό διακόπτη που συνδέει την υδρόλυση του ΑΤΡ με την διαδικασία έκκρισης των πρωτεϊνών μέσα από μεμβράνες. Με μία ποικιλία βιοχημικών δεδομένων που, ενισχύονται και από την πρόσφατη κρυσταλλογραφική ανάλυση της SecA από τα βακτήρια Bacillus.subtilis και Mycobacterium.tuberculosis, διαπιστώνουμε ότι η IRA1 υποπεριοχή, διαμέσου απευθείας ή μεγάλου βεληνεκούς αλληλεπιδράσεων σχεδόν με όλες τις υποπεριοχές της SecA, ‘’αισθάνεται’’ τις αλλαγές στην διαμόρφωση αυτών των περιοχών από την δέσμευση των διαφόρων υποστρωμάτων της διαδικασίας της έκκρισης. Εν συνεχεία η IRA1 υποπεριοχή μεταδίδει αλλαγές στην διαμόρφωση της N-καταλυτικής περιοχής και ρυθμίζει έτσι τις χημικές της δραστικότητες. Προτείνουμε τελικά ότι η ενδομοριακή ρύθμιση της SecA από την IRA1-υποπεριοχή, εφαρμόζεται μέσω των πλευρικών ‘’ταλαντώσεων’’ της τελευταίας από και προς την έλικα της SD-περιοχής, η οποία και δεσμεύεται απευθείας στην Ν-καταλυτική περιοχή. Μέσω αυτών των ‘’ταλαντώσεων’’ η IRA1-υποπεριοχή επιδρά στην διαμόρφωση της SD-περιοχής και ρυθμίζει την δέσμευση και απελευθέρωση της από την Ν-περιοχή. Παρομοίως η διαμοριακή ρύθμιση της SecA από το εκκρινόμενο πρωτεϊνικό υπόστρωμα, κατά την εκκριτική διαδικασία, αναμένεται να περιλαμβάνει παρόμοιες ‘’ταλαντώσεις’’ της IRA1-υποπεριοχής από και προς την SSD-περιοχή. Και αυτό γιατί η IRA1-υποπεριοχή εντοπίζεται μεταξύ των SD και SSD περιοχών και είναι ο μοναδικός σύνδεσμος μεταξύ τους. Γενικότερα, ανάλογες δομές έλικας-λούπας-έλικας στις ελικάσες ενδέχεται να συνδέουν τις περιοχές εξειδίκευσης που παρουσιάζουν και να συσχετίζουν την καταλυτική τους δραστικότητα με το μηχανικό έργο που επιτελούν στα εξειδικευμένα υποστρώματα τους.
Φυσική περιγραφή 252 σ. : εικ. ; 30 εκ.
Γλώσσα Ελληνικά
Θέμα Ατράση; Ελικάση; DEAD κινητήρας; Έκκριση πρωτεϊνών
Ημερομηνία έκδοσης 2004-03-13
Ημερομηνία διάθεσης 2004-06-15
Συλλογή   Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Βιολογίας--Διδακτορικές διατριβές
  Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές
Εμφανίσεις 29

Ψηφιακά τεκμήρια
No preview available

Προβολή Εγγράφου
Εμφανίσεις : 1