Idi na sadržaj

Palmitoilacija

S Wikipedije, slobodne enciklopedije
Kod palmitoilacije, dodaje se palmitoilna grupa (izvedena iz palmitinske kiseline, prikazane gore).
Palmitoilacija ostatka cisteina
Lijevo Palmitoilacija (crveno) usidrava ankrin G za plazmatsku membranu. Desno Krupni plan. Ostatak palmitila žutom bojom.
Palmitoilacija gefirina kontrolira grupiranje receptora i plastičnost GABAergičkih sinapsi [1]

U molekulskoj biologiji, palmitoilacija je kovalentno vezivanje masnih kiselina, kao što je palmitinska kiselina, za cistein (S-palmitoilacija) i rjeđe za serin i treonin (O-palmitoilacija) ostatke proteina, koji su obično proteini membrane.[2] Precizna funkcija palmitoilacije zavisi od određenog proteina koji se razmatra. Palmitoilacija pojačava hidrofobnost proteina i doprinosi njihovoj povezanosti s membranom. Izgleda da palmitoilacija također ima značajnu ulogu u subćelijskom transportu proteina između membranskih odjeljaka,[3] kao i u moduliranju interakcija protein-protein.[4] Za razliku od prenilacije i miristoilacije, palmitoilacija je obično reverzibilna (jer je veza između palmitinske kiseline i proteina često tioesterska veza). Obrnutu reakciju u sisarskim ćelijama kataliziraju acil-protein tioesteraze (APT) u citozolu i palmitoil protein tioesteraze u lizosomima. Budući da je palmitoilacija dinamičan, posttranslacijski proces, vjeruje se da je ćelija koristi za promjenu subćelijske lokalizacije, interakcija protein-protein ili kapaciteta vezivanja proteina. Primjer proteina koji se podvrgava palmitoilaciji je hemaglutinin, membranski glikoprotein koji influenca koristi za vezivanje na receptore ćelije domaćina.[5] Ciklusi palmitoilacije širokog spektra enzima okarakterisani su u posljednjih nekoliko godina, uključujući H-Ras, Gsα, β2-adrenergički receptor i endotelnu sintazu dušik-oksida (eNOS). U transdukciji signala putem G proteina, palmitoilacija α podjedinice, prenilacija γ podjedinice i miristoilacija uključene su u vezivanje G proteina za unutrašnju površinu plazma membrane tako da G protein može interagovati sa svojim receptorom.[6]

Mehanizam

[uredi | uredi izvor]

S-palmitoilaciju uglavnom vrše proteini sa DHHC domenom. Izuzeci postoje u neenzimskim reakcijama. Acil-protein tioesteraza (APT) katalizira obrnutu reakciju.[7] Druge acilne grupe kao što su stearat (C18:0) ili oleat (C18:1) su također često prihvaćene, posebno u biljnim i virusnim proteinima, što termin S-acilacija čini korisnijim nazivom.[8][9] Nekoliko struktura DHHC domena određeno je korištenjem rendgenske kristalografije. Sadrži linearno uređenu katalitičku trijadu Asp153, His154 i Cys156. Radi na ping-pong mehanizmu, gdje cistein napada acil-CoA, formirajući S-acilirani DHHC, a zatim se acil grupa prenosi na supstrat. Postoje DHHR enzimi, i oni (kao i neki DHHC enzimi) mogu umjesto toga koristiti mehanizam ternarnog kompleksa.[10] Inhibitor S-palmitoilacije uzrokovane DHHC-om je 2-bromopalmitat (2-BP). 2-BP je nespecifični inhibitor koji također zaustavlja mnoge druge enzime koji obrađuju lipide.[7]

Palmitoilome

[uredi | uredi izvor]

Meta-analiza 15 studija dala je pregled približno 2.000 proteina sisara koji su palmitoilirani. Najveća povezanost palmitoilomea je sa rakom i poremećajima nervnog sistema. Otprilike 40% sinapsnih proteina pronađeno je u palmitoilomeu.[11]

Biološka funkcija

[uredi | uredi izvor]

Prezentacija supstrata

[uredi | uredi izvor]

Palmitoilacija posreduje u afinitetu proteina za lipidne splavi i olakšava grupisanje proteina.[12] Grupiranje može povećati blizinu dva molekula. Alternativno, grupiranje može odvojiti protein od supstrata. Na primjer, palmitoilacija fosfolipaze D (PLD) odvaja enzim od njegovog supstrata fosfatidilholina. Kada se nivo holesterola smanji ili nivo PIP2 poveća, lokalizacija posredovana palmitatom je poremećena, enzim se prenosi na PIP2, gdje nailazi na svoj supstrat i aktivan je putem prezentacija supstrata.[13][14][15]

Opća anestezija

[uredi | uredi izvor]

Palmitoilacija je neophodna za inaktivaciju anestezije, indukciju [[kalijski kanal|kalijskih kanala i lokalizaciju GABAAR u sinapsama. Anestetici se takmiče sa palmitatom u uređenim lipidima i ovo oslobađanje dovodi do komponente membranski posredovane anestezije. Naprimjer, anestetski kanal TREK-1 se aktivira istiskivanjem anestetika iz GM1 lipida.[16] Mjesto palmitoilacije je specifično za palmitat u odnosu na prenilaciju. Međutim, čini se da anestetici konkuriraju nespecifično. Ova neselektivna konkurencija anestetika s palmitatom vjerovatno dovodi do Myer-Overtonova korelacija.

Formiranje sinapsi

[uredi | uredi izvor]

Naučnici su cijenili značaj vezivanja dugih hidrofobnih lanaca za specifične proteine ​​u ćelijskim signalnim putevima. Dobar primjer njegovog značaja je grupiranje proteina u sinapsi. Glavni medijator grupiranja proteina u sinapsi je protein postsinapsne gustoće (95kD) PSD-95. Kada je ovaj protein palmitoiliran, ograničen je na membranu. Ovo ograničenje na membranu mu omogućava da se veže i grupira ionske kanale u postsinapsnoj membrani. Također, u presinapsnom neuronu, palmitoilacija SNAP-25 usmjerava ga na particiju u ćelijskoj membrani.[17] i omogućava SNARE kompleksu da se disocira tokom fuzije vezikula. Ovo palmitoilaciji omogućava ulogu u regulaciji oslobađanja neurotransmitera.[18] Izgleda da palmitoilacija delta katenin akoordinira promjene zavisne od aktivnosti u sinapsnim adhezijskim molekulama, strukturi sinapsi i lokalizaciji receptora koji su uključeni u formiranje pamćenja.[19] Prijavljeno je da palmitoilacija gefirina utiče na GABAergičke sinapse.[1]

Također pogledajte

[uredi | uredi izvor]

Reference

[uredi | uredi izvor]
  1. 1 2 Dejanovic B, Semtner M, Ebert S, Lamkemeyer T, Neuser F, Lüscher B, Meier JC, Schwarz G (juli 2014). "Palmitoylation of gephyrin controls receptor clustering and plasticity of GABAergic synapses". PLOS Biology. 12 (7): e1001908. doi:10.1371/journal.pbio.1001908. PMC 4099074. PMID 25025157.
  2. ↑ Linder, M.E., "Reversible modification of proteins with thioester-linked fatty acids," Protein Lipidation, F. Tamanoi and D.S. Sigman, eds., pp. 215-40 (San Diego, CA: Academic Press, 2000).
  3. ↑ Rocks O, Peyker A, Kahms M, Verveer PJ, Koerner C, Lumbierres M, Kuhlmann J, Waldmann H, Wittinghofer A, Bastiaens PI (2005). "An acylation cycle regulates localization and activity of palmitoylated Ras isoforms". Science. 307 (5716): 1746–1752. Bibcode:2005Sci...307.1746R. doi:10.1126/science.1105654. PMID 15705808. S2CID 12408991.
  4. ↑ Basu, J., "Protein palmitoylation and dynamic modulation of protein function," Current Science, Vol. 87, No. 2, pp. 212-17 (25 July 2004), http://www.ias.ac.in/currsci/jul252004/contents.htm
  5. ↑ Palese, Peter; García-Sastre, Adolfo (1999). "INFLUENZA VIRUSES (ORTHOMYXOVIRIDAE) | Molecular Biology". Encyclopedia of Virology. str. 830–836. doi:10.1006/rwvi.1999.0157. ISBN 9780122270307. Arhivirano s originala, 12. 9. 2012.
  6. ↑ Wall, MA; Coleman, DE; Lee, E; Iñiguez-Lluhi, JA; Posner, BA; Gilman, AG; Sprang, SR (Dec 15, 1995). "The structure of the G protein heterotrimer Gi alpha 1 beta 1 gamma 2". Cell. 83 (6): 1047–58. doi:10.1016/0092-8674(95)90220-1. PMID 8521505.
  7. 1 2 Lanyon-Hogg, T., Faronato, M., Serwa, R. A., & Tate, E. W. (2017). Dynamic Protein Acylation: New Substrates, Mechanisms, and Drug Targets. Trends in Biochemical Sciences, 42(7), 566–581. doi:10.1016/j.tibs.2017.04.004
  8. ↑ Li, Y; Qi, B (2017). "Progress toward Understanding Protein S-acylation: Prospective in Plants". Frontiers in Plant Science. 8: 346. doi:10.3389/fpls.2017.00346. PMC 5364179. PMID 28392791.
  9. ↑ "Proteolipids - proteins modified by covalent attachment to lipids - N-myristoylated, S-palmitoylated, prenylated proteins, ghrelin, hedgehog proteins". www.lipidmaps.org.co.uk. Pristupljeno 19. 7. 2021.
  10. ↑ Rana, MS; Lee, CJ; Banerjee, A (28. 2. 2019). "The molecular mechanism of DHHC protein acyltransferases". Biochemical Society Transactions. 47 (1): 157–167. doi:10.1042/BST20180429. PMID 30559274. S2CID 56175691.
  11. ↑ Sanders SS, Martin DD, Butland SL, Lavallée-Adam M, Calzolari D, Kay C, Yates JR, Hayden MR (august 2015). "Curation of the Mammalian Palmitoylome Indicates a Pivotal Role for Palmitoylation in Diseases and Disorders of the Nervous System and Cancers". PLOS Computational Biology. 11 (8): e1004405. Bibcode:2015PLSCB..11E4405S. doi:10.1371/journal.pcbi.1004405. PMC 4537140. PMID 26275289.
  12. ↑ Levental, I.; Lingwood, D.; Grzybek, M.; Coskun, U.; Simons, K. (3. 12. 2010). "Palmitoylation regulates raft affinity for the majority of integral raft proteins". Proceedings of the National Academy of Sciences. 107 (51): 22050–22054. Bibcode:2010PNAS..10722050L. doi:10.1073/pnas.1016184107. PMC 3009825. PMID 21131568.
  13. ↑ Petersen, EN; Chung, HW; Nayebosadri, A; Hansen, SB (15. 12. 2016). "Kinetic disruption of lipid rafts is a mechanosensor for phospholipase D." Nature Communications. 7: 13873. Bibcode:2016NatCo...713873P. doi:10.1038/ncomms13873. PMC 5171650. PMID 27976674.
  14. ↑ Robinson, CV; Rohacs, T; Hansen, SB (septembar 2019). "Tools for Understanding Nanoscale Lipid Regulation of Ion Channels". Trends in Biochemical Sciences. 44 (9): 795–806. doi:10.1016/j.tibs.2019.04.001. PMC 6729126. PMID 31060927.
  15. ↑ Petersen, EN; Pavel, MA; Wang, H; Hansen, SB (28. 10. 2019). "Disruption of palmitate-mediated localization; a shared pathway of force and anesthetic activation of TREK-1 channels". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes. 1862 (1): 183091. doi:10.1016/j.bbamem.2019.183091. PMC 6907892. PMID 31672538.
  16. ↑ Pavel, Mahmud Arif; Petersen, E. Nicholas; Wang, Hao; Lerner, Richard A.; Hansen, Scott B. (16. 6. 2020). "Studies on the mechanism of general anesthesia". Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (24): 13757–13766. Bibcode:2020PNAS..11713757P. doi:10.1073/pnas.2004259117. PMC 7306821. PMID 32467161.
  17. ↑ Greaves, Jennifer (mart 2011). "Differential palmitoylation regulates intracellular patterning of SNAP25". Journal of Cell Science. 124 (8): 1351–1360. doi:10.1242/jcs.079095. PMC 3065388. PMID 21429935.
  18. ↑ "Molecular Mechanisms of Synaptogenesis." Edited by Alexander Dityatev and Alaa El-Husseini. Springer: New York, NY. 2006. pg. 72-75
  19. ↑ Brigidi GS, Sun Y, Beccano-Kelly D, Pitman K, Jobasser M, Borgland SL, Milnerwood AJ, Bamji SX (23. 1. 2014). "Palmitoylation of [delta]-catenin by DHHC5 mediates activity-induced synapse plasticity". Nature Neuroscience. 17 (4): 522–532. doi:10.1038/nn.3657. PMC 5025286. PMID 24562000.

Dopunska literatura

[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi

[uredi | uredi izvor]
Preuzeto iz "https://bs.wikipedia.org/w/index.php?title=Palmitoilacija&oldid=3771438"