<!--[if !mso]> <mce:style><! v\:* {behavior:url(#default#VML);} o\:* {behavior:url(#default#VML);} w\:* {behavior:url(#default#VML);} .shape {behavior:url(#default#VML);} -->

فسفرة البروتين كآلية بيولوجيه منظمه

 

 

آلاف البروتينات تشارك في تفاعل داخل الخلية

وهى وسيلة الكائن الحي لتنظيم التفاعل والنشاط تفاعل البروتينات منظم تنظيم فائق

أحد أهم آليات التنظيم فسفرة البروتين العكسية

هذا يعنى أن الأنزيمات تفسفر البروتين وتعود في ذلك

عمليات تنظم  في عدة خطوات تسمح

تضخيم و تنظيم و ترتيب

ادموند فيشر  ادوين كربس

فتحا باب بحث أصبح نشط واسع

فسفرة البروتين العكسية  مسؤله عن تنظيم عمليات

مثل تحريك الجلوكوز من الجليكوجين

منع رفض زرع الأعضاء باستخدام cyclosporine))

منع نمو السرطان chronic myeloid leukemia))

فسفرة البروتين العكسية

آلاف من البروتينات تشارك في تفاعل معقد بداخل الخلية

تشكل آلات للكائن الحي الدقيق

تنظم كل تفاعلاته ونشاطاته

البروتينات تحافظ على مستوى الأيض أو الميتابوليزم

قاعدة للنمو وانقسام الخلايا وخروج الهرمونات و العمل العضلي

البروتينات تتكون من أحماض أمينيه

بها تركيب ثلاثي الأبعاد

وهذا يحدد الوظائف الجزئية

التدخلات منظمه لأقصى حد ممكن

احد أهم الآليات اتحاد ارتباط تساهمي لواحدة

أو أكثر من مجموعات الفوسفات للبروتين

فسفرة البروتين اعكسيه

البروتين كيناز يحرك مجموعات الفوسفات من ATP) ) إلى  ADP))

إلى البروتين الخصائص البيولوجية تتغير تتبدل

هناك إنزيم الفوسفاتاز( phosphatase)

يستطيع إزالة مجموعة الفوسفات

كمية الفوسفات تحددها الكميات المناسبة من كل من الكيناز والفوسفاتاز

الفسفره تؤثر على

1 - شكل البروتين الفراغي

2 - الشحنة التي سيحملها البروتين

3 -  نشاط البروتين

الوظيفة البيولوجية للبروتين يمكن ضبطها على مستويات مختلفة

يمكن إزالة مجموعات الفوسفات بطريقه منظمه (dephosphatase)

هذه الحقائق هي قواعد الفسفره العكسية

الاكتشاف الاساسى كان منتصف الخمسينات

في دراسة على النظام العضلي  مخصص

العضلات تتكون من عدد كبير من الخلايا المنقبضة

يمكن الحصول على الطاقة من السكر  الجليكوجين

المحفوظ في الكبد وأيضا في خلايا العضلات

عندما تبدأ العضلات في الانقباض تبدأ في تحريك الجليكوجين المخزن

ويحولها إلى جلوكوز

لتحقيق ذلك يستخدم الكائن بروتين( أنزيم) يسمى (phosphorylase)

هذا الإنزيم اكتشفه البيوكيميائى( كارل- جرتي ) كوري

وحصلا على نوبل الطب 1947

إنزيمات بروتينات بمواصفات ممكن يكون لها دور متخصص كعوامل حفازه

من المعروف أن إنزيم phosphorylase  يمكن تنظيمه بجزء صغير

فيشر وكريس اكتشفا أن phosphorylase

يمكن أن يتحول من صورته غير النشطة إلى صورته النشطة

وذلك بآلية جديدة وذلك بنقل مجموعة الفوسفات من المركب الغنى بالطاقة (ATP)

إلى البروتين وهذه العملية تحفز فقط ارتباط مجموعات الفوسفات ولكن أيضا أزالتها

هذه الإنزيمات تسمى phosphatases بهذه الطريقة phosphorylases

الذى يكسر الجليكوجين  ينظم عمله

أنزيمان يعملان في اتجاهين متضادين وبطريقه عكسية

أحدهما ( kinase) والثاني phosphatase

دراسات فيشر وكربس البيوكميائيه

أوضحت كيف أن بروتينات في خلايا العضلات يمكنها

أن تمد العمل العضلي بإمداد الطاقة

آلية تضخم بيولوجى

خطوة خطوة فسفرة البروتين

صارت آلية أساسيه تؤثر على كل الوظائف الخلوية

ادوين كربس

أوضح تأثير CAMPيتوسط دوره  من خلال بروتين كيناز

الذي اكتشفه اريل سيترزلاند الحاصل على نوبل عام 1971

هرمون الأدرينالين (الابينفرين)

يتوسط في عملية تكسير الجليكوجين المخزن في الكبد

هذا يحرر الجلوكوز في الدم يعطى العضلة والقلب الطاقة

التي تقاوم بها الضغط

حقيقة أن CAMP يتوسط في تأثيراته باستحثاثه للبروتين كيناز  الذي يحفز الفوسفاتاز

يشرح كيف  أن أشارة الهرمون تؤدى إلى تحريك سريع للسكر

سلسلة فسفرة البروتين تعمل كنظام تضخيم بيولوجى

تفاعل فسفرة البروتين التي تتراوح في تتابعات 

يمكن أن تعمل كمضخم تتعامل مع سلسله من التفاعلات المنضبطة

عندما يقل مستوى الجلوكوز فى الدم كمية الادرينالين ترتفع

يرتفع مستوى CAMP)) فى  خلايا الكبد يرتفع مستوى

 CAMP dependent kinase))

الذي يفسفر الكيناز الذي يحفز الفوسفوريلاز الذي يكسر الجليكوجين إلى جلوكوز

يمكن دخوله للدم عندما ترتفع مستوى الجلوكوز في الدم تقل نسبة الأدرينالين

الاستثارة تنتهي تفاعل phosphatase)) ينتهي وينتهي إنتاج الجلوكوز

في العضلات ارتفاع الكالسيوم اشاره للعمل العضلي

 ايون الكالسيوم يفتح باب تفاعلات الفسفره

بذلك يمد العضلة بالطاقة

فيشر كربس

وجدا بروتين كيناز  الجديد في 1% من الجينات في جينومنا تشفر للبروتين كيناز

كل تلك البروتينات تنظم وظيفة

نسبه كبيره تصل لآلاف البروتينات الخلوية

النظام به عدد كبير من phosphatase)) التي  بطريقه عكسية تنظم

إزالة مجموعات الفوسفات من البروتينات

المثبطات والمنشطات

عمليات خلوية  تنظمها فسفرة البروتين العكسية

وهى تعبرعن كل العمليات المهمة في الحياة

الاضطراب عدم التوازن بين (kinase- phosphatase)

يمكن أن تحدث أمراض تفاعلات نسيجيه غير مرغوب فيها

ضغط الدم تفاعلات الالتهاب نقل إشارات المخ التفاعلات الهرمونية المختلفة

وهذه التفاعلات تتوسط الفوسفاتازو الكيناز في أدائها

تجعل تعديل عدم التوازن بإعطاء المثبطات والمحفزات التي توجه اتجاه

Phosphorylation   الفسفره

 Dephosphorylation  إنهاء الفسفره

كيف تتأثر الخلية بفسفرة البروتين

<!--

<!--

<!--<!--

 

 

عديد من النماذج فسفرة البروتين  تجعل من الصعب اختيار نموذج نتحدث عنه

استحثاث الجهاز المناعي  للاستجابة يعد موديل مناسب

كيف أن سلسله من فسفرة البروتين بصورة شلال يضخم بقوة الإشارة الاوليه

ويظهر كيف أن كل الفسفره وعكس الفسفره فعلين مرتبطين

 نعطى مثالا لعمل فيشروكربس

يظهر كيف تعطى الأدوية تأثيرها

الفسفره تستخدم لحماية العضو المنقول من الرفض

في العدوى الجهاز المناعي ينشط بمواد غيبه عن الجسم تلتهمها الميكروفاج

والتي تحول مكونات الأنتجين الى شكل تركيبي سطحي

0 بنسراف و دوست وسنل ( نوبل الطب   1980 )

الانتجين تعرفه الليمفوسيت تلتحم بالميكروفاج بواسطة بروتين سطحي

فيشر أظهر أن هذا البروتين يعمل كفوسفاتاز يزيل مجموعات الفوسفات من الإنزيم

وهذا يبدأ سلسله من التفاعلات التي هي كالشلال إنزيمات فسفره جديدة عرفها كربس

تنشط مقابلاتها الفوسفاتاز  مهمة ليستمر الشلال من التفاعلات

في النهاية ارتفاع عدد الليمفوسيت المتخصص للقضاء على العدوى

أحيانا الجهاز المناعي يتسبب فى مشاكل عند نقل الأعضاء

استجابة المستقبل لكلية أو كبد أو بنكرياس  ويحاول الجسم طرده

دواء سيكلوسبورين cyclosporine

يستخدم بنجاح كبير فى منع رفض الأعضاء 

يعمل بالتدخل في التفاعلات الفسفره يمنع phosphatase calcineurin)

هذا الإنزيم مهم لنمو وتطور الليمفوسيت الذي يهاجم العضو المنزرع

في حالات معينه فسفرة البروتين ممكن تكون مهمة لنمو السرطان

مادة DNA الخلوي تحتوى على عدد كبير من مسببات السرطان

تنتج بروتين ينظم النمو الخلوي

لو حدث طفور في هذه الانكوجينات oncogenes

تعطى نمو خلوي غير طبيعي أو سرطان

فى عديد من الحالات البروتين كيناز منظم بطريقه خطأ

مثال صادق هو chronic myeloid leukemia

 

 

 

 

 

 

 

<!--[endif] --><!--<!--<!--[if gte mso 10]> <mce:style><! /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"جدول عادي"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman","serif";} -->

 

<!--[endif] -->