Choleratoxín: Rozdiel medzi revíziami
+ kat. |
Bez shrnutí editace |
||
| Riadok 1: | Riadok 1: | ||
[[Súbor:ADP-ribozylácia G-proteínu.gif|náhľad |
[[Súbor:ADP-ribozylácia G-proteínu.gif|náhľad|ADP-ribozylácia G-proteínu]] |
||
'''Choleratoxín''' je 87 kDa [[proteín]]<ref>{{Citácia knihy|edícia=5th ed|titul=Molecular biology of the cell|url=https://www.worldcat.org/oclc/82473851|vydavateľ=Garland Science|rok=2008|miesto=New York|isbn=978-0-8153-4105-5}}</ref> produkovaný baktériou [[Vibrio cholerae]], ktorá je extracelulárnym [[Patogén|patogénom]]. Skladá sa z podjednotiek A a B: |
'''Choleratoxín''' je 87 kDa [[proteín]]<ref>{{Citácia knihy|edícia=5th ed|titul=Molecular biology of the cell|url=https://www.worldcat.org/oclc/82473851|vydavateľ=Garland Science|rok=2008|miesto=New York|isbn=978-0-8153-4105-5}}</ref> produkovaný baktériou [[Vibrio cholerae]], ktorá je extracelulárnym [[Patogén|patogénom]]. Skladá sa z podjednotiek A a B: ''A podjednotka'', ktorá má enzymatickú aktivitu; ''B podjednotka'' sa viaže na receptor na cytoplazmatickej membráne. Pomer podjednotiek je AB5. Päť B podjednotiek vytvára pentamérny kruh, ktorý obklopuje jednu A podjednotku, ktorá je umiestnená v centre kruhu. Ešte v intestinálnom trakte sú A podjednotky rozštiepené na A1 a A2 reťazce, pričom ale zostávajú kovalentne prepojené jednou disulfidovou väzbou, až kým nedosiahnu endoplazmatické retikulum.<ref>{{Citácia knihy|edícia=1. české vyd|titul=Barevný atlas biochemie|url=https://www.worldcat.org/oclc/794207749|vydavateľ=Grada|rok=2012|miesto=Praha|isbn=978-80-247-2977-0|meno=Jan|priezvisko=Koolman}}</ref> |
||
Po väzbe na |
Po väzbe na lipidový receptor (gangliozid GM1) dôjde ku [[Endocytóza|endocytóze]] komplexu choleratoxín-receptor, čím sa tento proteín ocitne v endocytotickej vezikule, ktorá splynie s endozómom, ktorý splynie s membránou Golgiho aparátu a z lumena GA sa choleratoxín dostane retrográdne do endoplazmatického retikula. Tam dochádza pomocou PDI (''protein disulfide isomerase'') ku: |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
| ⚫ | |||
V membráne ER sa nachádzajú proteín-translokačné kanály (napr. SEC61), ktoré umožnia presun reťazca A1 lumena ER do cytoplazmy v nezbalenom stave. Po dosiahnutí cytozolu, A1 reťazec podľahne foldingu na zabránenie okamžitej degradácie v proteazóme.<ref>{{Citácia knihy|edícia=Global edition|titul=Voet's principles of biochemistry|url=https://www.worldcat.org/oclc/1032152158|rok=2016|miesto=Hoboken, New Jersey|isbn=978-1-119-45166-2|meno=Donald|priezvisko=Voet}}</ref> |
V membráne ER sa nachádzajú proteín-translokačné kanály (napr. SEC61), ktoré umožnia presun reťazca A1 lumena ER do cytoplazmy v nezbalenom stave. Po dosiahnutí cytozolu, A1 reťazec podľahne foldingu na zabránenie okamžitej degradácie v proteazóme.<ref>{{Citácia knihy|edícia=Global edition|titul=Voet's principles of biochemistry|url=https://www.worldcat.org/oclc/1032152158|rok=2016|miesto=Hoboken, New Jersey|isbn=978-1-119-45166-2|meno=Donald|priezvisko=Voet}}</ref> |
||
Podjednotka A cestuje k cytoplazmatickej membráne, kde enzymaticky pôsobí na α-podjednotku stimulačného [[G-proteín|G proteínu]] (G<sub>S</sub>), ktorú kovalentne a ireverzibilne modifikuje |
Podjednotka A cestuje k cytoplazmatickej membráne, kde enzymaticky pôsobí na α-podjednotku stimulačného [[G-proteín|G proteínu]] (G<sub>S</sub>), ktorú kovalentne a ireverzibilne modifikuje ADP-ribozyláciou [[Arginín|arginínového]] zvyšku α-podjednotky. Ide o prenos ADP-ribózovej časti z [[Nikotínamidadeníndinukleotid|NAD<sup>+</sup>]] za uvoľnenia [[Nikotínamid|nikotínamidu]]. ADP-ribozyláciou mechanizmom S<sub>N</sub>1 vzniká [[Glykozidová väzba|''N''-glykozidová väzba]]. |
||
Dôsledkom tejto kovalentnej modifikácie G-proteínu sa zablokuje GTPázová autokatalytická aktivita G proteínu a tým pádom sa G-proteín nemôže vrátiť do neaktívneho stavu. Aktívny G-proteín potom aktivuje [[Adenylátcykláza|adenylátcyklázu]], ktorá začne produkovať cAMP, ktorý alostericky aktivuje |
Dôsledkom tejto kovalentnej modifikácie G-proteínu sa zablokuje GTPázová autokatalytická aktivita G proteínu a tým pádom sa G-proteín nemôže vrátiť do neaktívneho stavu. Aktívny G-proteín potom aktivuje [[Adenylátcykláza|adenylátcyklázu]], ktorá začne produkovať cAMP, ktorý alostericky aktivuje cAMP-dependentnú proteinkinázu A (PKA), ktorá fosforyluje [[Cystic fibrosis transmembrane conductance regulator|CFTR]] (''cystic fibrosis transmembrane conductance regulator''), čo je chloridový transportér, ktorý pumpuje chloridové anióny z cytozolu do extracelulárneho priestoru po aktivácii kovalentnou modifikáciou – fosforyláciou vykonanou proteínkinázou A (PKA). Na jeho aktivitu je potrebná ešte väzba ATP na nukleotidovú podjednotku. Spolu so chloridovými, sodnými, draselnými a hydrogenuhličitanovými aniónmi prechádza do lumena čreva voda, čo spôsobí prudké ťažké hnačky vedúce v priebehu niekoľkých hodín na smrť.<ref>{{Citácia knihy|edícia=Sixth edition|titul=Molecular biology of the cell|url=https://www.worldcat.org/oclc/887605755|rok=2015|miesto=New York, NY|isbn=978-0-8153-4432-2|meno=Bruce|priezvisko=Alberts}}</ref> |
||
Každý proteín v organizme má svoj polčas existencie, podobne aj GS proteíny a aj choleratoxín. Po eradikácii baktérie ''V. cholerae'' pôsobením antibiotík, nedochádza ku zaťažovaniu organizmu novými molekulami choleratoxínu. Po uplynutí určitého času dochádza ku degradácii choleratoxínu, čo spôsobí, že G-proteíny prestanú byť ADP-ribozylované, postupom času sa degradujú aj takto poškodené G-proteíny a sú nahradené novo nasyntetizovanými G-proteínmi (proteosyntéza G proteínov). Týmto mechanizmom sa človek vylieči z [[Cholera|cholery]].<ref>{{Citácia knihy|edícia=Vyd. v ČR 4., V H & H 3|titul=Harperova biochemie|url=https://www.worldcat.org/oclc/42029899|vydavateľ=H & H|rok=2002|miesto=Praha|isbn=80-7319-013-3}}</ref> |
Každý proteín v organizme má svoj polčas existencie, podobne aj GS proteíny a aj choleratoxín. Po eradikácii baktérie ''V. cholerae'' pôsobením antibiotík, nedochádza ku zaťažovaniu organizmu novými molekulami choleratoxínu. Po uplynutí určitého času dochádza ku degradácii choleratoxínu, čo spôsobí, že G-proteíny prestanú byť ADP-ribozylované, postupom času sa degradujú aj takto poškodené G-proteíny a sú nahradené novo nasyntetizovanými G-proteínmi (proteosyntéza G proteínov). Týmto mechanizmom sa človek vylieči z [[Cholera|cholery]].<ref>{{Citácia knihy|edícia=Vyd. v ČR 4., V H & H 3|titul=Harperova biochemie|url=https://www.worldcat.org/oclc/42029899|vydavateľ=H & H|rok=2002|miesto=Praha|isbn=80-7319-013-3}}</ref> |
||
Verzia z 19:53, 9. marec 2021
Choleratoxín je 87 kDa proteín[1] produkovaný baktériou Vibrio cholerae, ktorá je extracelulárnym patogénom. Skladá sa z podjednotiek A a B: A podjednotka, ktorá má enzymatickú aktivitu; B podjednotka sa viaže na receptor na cytoplazmatickej membráne. Pomer podjednotiek je AB5. Päť B podjednotiek vytvára pentamérny kruh, ktorý obklopuje jednu A podjednotku, ktorá je umiestnená v centre kruhu. Ešte v intestinálnom trakte sú A podjednotky rozštiepené na A1 a A2 reťazce, pričom ale zostávajú kovalentne prepojené jednou disulfidovou väzbou, až kým nedosiahnu endoplazmatické retikulum.[2]
Po väzbe na lipidový receptor (gangliozid GM1) dôjde ku endocytóze komplexu choleratoxín-receptor, čím sa tento proteín ocitne v endocytotickej vezikule, ktorá splynie s endozómom, ktorý splynie s membránou Golgiho aparátu a z lumena GA sa choleratoxín dostane retrográdne do endoplazmatického retikula. Tam dochádza pomocou PDI (protein disulfide isomerase) ku:
- redukcii disulfidovej väzby medzi A1 a A2 reťazcom (PDI ako oxidoreduktáza)
- uvoľnenie A1 reťazca z holotoxínu
- „rozbalenie“ do nezloženej konformácie (PDI ako chaperón)
V membráne ER sa nachádzajú proteín-translokačné kanály (napr. SEC61), ktoré umožnia presun reťazca A1 lumena ER do cytoplazmy v nezbalenom stave. Po dosiahnutí cytozolu, A1 reťazec podľahne foldingu na zabránenie okamžitej degradácie v proteazóme.[3]
Podjednotka A cestuje k cytoplazmatickej membráne, kde enzymaticky pôsobí na α-podjednotku stimulačného G proteínu (GS), ktorú kovalentne a ireverzibilne modifikuje ADP-ribozyláciou arginínového zvyšku α-podjednotky. Ide o prenos ADP-ribózovej časti z NAD+ za uvoľnenia nikotínamidu. ADP-ribozyláciou mechanizmom SN1 vzniká N-glykozidová väzba.
Dôsledkom tejto kovalentnej modifikácie G-proteínu sa zablokuje GTPázová autokatalytická aktivita G proteínu a tým pádom sa G-proteín nemôže vrátiť do neaktívneho stavu. Aktívny G-proteín potom aktivuje adenylátcyklázu, ktorá začne produkovať cAMP, ktorý alostericky aktivuje cAMP-dependentnú proteinkinázu A (PKA), ktorá fosforyluje CFTR (cystic fibrosis transmembrane conductance regulator), čo je chloridový transportér, ktorý pumpuje chloridové anióny z cytozolu do extracelulárneho priestoru po aktivácii kovalentnou modifikáciou – fosforyláciou vykonanou proteínkinázou A (PKA). Na jeho aktivitu je potrebná ešte väzba ATP na nukleotidovú podjednotku. Spolu so chloridovými, sodnými, draselnými a hydrogenuhličitanovými aniónmi prechádza do lumena čreva voda, čo spôsobí prudké ťažké hnačky vedúce v priebehu niekoľkých hodín na smrť.[4]
Každý proteín v organizme má svoj polčas existencie, podobne aj GS proteíny a aj choleratoxín. Po eradikácii baktérie V. cholerae pôsobením antibiotík, nedochádza ku zaťažovaniu organizmu novými molekulami choleratoxínu. Po uplynutí určitého času dochádza ku degradácii choleratoxínu, čo spôsobí, že G-proteíny prestanú byť ADP-ribozylované, postupom času sa degradujú aj takto poškodené G-proteíny a sú nahradené novo nasyntetizovanými G-proteínmi (proteosyntéza G proteínov). Týmto mechanizmom sa človek vylieči z cholery.[5]
Referencie
- ↑ Molecular biology of the cell. New York : Garland Science, 2008. (5th ed.) Dostupné online. ISBN 978-0-8153-4105-5.
- ↑ KOOLMAN, Jan. Barevný atlas biochemie. Praha : Grada, 2012. (1. české vyd.) Dostupné online. ISBN 978-80-247-2977-0.
- ↑ VOET, Donald. Voet's principles of biochemistry. Hoboken, New Jersey : [s.n.], 2016. (Global edition.) Dostupné online. ISBN 978-1-119-45166-2.
- ↑ ALBERTS, Bruce. Molecular biology of the cell. New York, NY : [s.n.], 2015. (Sixth edition.) Dostupné online. ISBN 978-0-8153-4432-2.
- ↑ Harperova biochemie. Praha : H & H, 2002. (Vyd. v ČR 4., V H & H 3.) Dostupné online. ISBN 80-7319-013-3.