Bilgi

Tüm transmembran proteinler kanal veya tünel içerir mi?

Tüm transmembran proteinler kanal veya tünel içerir mi?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Benim kitabımda şöyle bir şey yazıyor. İntegral proteinler, lipid çift tabakasına farklı derinliklerde geçer ve lipid molekülleri ile hidrofobik bağlar kurar. İntegral proteinlerin bazıları lipid çift tabakası boyunca uzanır. Onlara telefon edildi tünel proteinleri VEYA transmembran proteinler. Sorum şu ki, tüm transmembran proteinlerin malzemelerin taşınması için kanal veya tünele sahip olması gerekiyor mu?


Transmembran proteinlerin hepsinde tünel yoktur.

Tüm transmembran proteinler, malzemelerin taşınması için kanal veya tünele sahip olmak zorunda mı?

Transmembran proteinleri tünel proteinleri olarak adlandırmak çok yanıltıcıdır. Transmembran proteinler tarafından gerçekleştirilen çok çeşitli işlevler vardır. Tünel içermeyen en ünlü örneğin 7 transmembran segmenti olan GPCR'ler olduğunu söyleyebilirim. Bunlar, bir taraftaki bir moleküle reseptör olarak hareket ederek, zarın diğer tarafında bir etkiye neden olan bir konformasyonel değişikliğe neden olarak bir zardan bilgi iletmek için kullanılır.

Kaç transmembran proteinin tünelleri vardır?

İşte UniProt tarafından transmembran proteinler üzerinde tutulan tüm GO açıklamalarına bir bağlantı. Tüneller ve kanallar dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere 10 milyonlarca sonuç var.

İnsan proteomunda, G-PCR ile etiketlenmiş 831 transmembran proteini vardır (tünelsiz 7TM proteinleri). Muhtemelen bir çeşit tünele sahip olan "Taşıma" anahtar sözcüğü, 1106 transmembran proteininde bulunur. Toplamda, insan proteomunda yaklaşık 5200 insan transmembran proteini vardır.


Membran taşıma proteini

A zar taşıma proteini (ya da sadece taşıyıcı), iyonların, küçük moleküllerin ve başka bir protein gibi makromoleküllerin biyolojik bir zar boyunca hareketinde yer alan bir zar proteinidir [1]. Taşıma proteinleri, içinde kalıcı olarak var oldukları ve maddeleri taşıdıkları zar boyunca yaydıkları integral transmembran proteindir. Proteinler, kolaylaştırılmış difüzyon veya aktif taşıma yoluyla maddelerin hareketine yardımcı olabilir. Bu tür taşımada yer alan iki ana protein türü, genel olarak ya olarak kategorize edilir: kanallar veya taşıyıcılar. Çözünen taşıyıcılar ve atipik SLC'ler [2] insanlarda ikincil aktif veya kolaylaştırıcı taşıyıcılardır. [3] [4] Toplu olarak membran taşıyıcılar ve kanallar transportomdur. Transportomes, yalnızca iyonların ve besinlerin değil, aynı zamanda ilaçların da hücresel akışını ve akışını yönetir.


Plazma zarı, başta diğer lipidler ve proteinler olmak üzere fosfolipidlerden başka moleküller içerir. içindeki yeşil moleküller Figür aşağıda, örneğin, lipid kolesterol vardır. Kolesterol molekülleri, plazma zarının şeklini korumasına yardımcı olur. Plazma zarındaki proteinlerin çoğu, diğer maddelerin zarı geçmesine yardımcı olur.

Plazma zarları ayrıca belirli tipte proteinler içerir. A zar proteini bir hücrenin veya bir organelin zarına bağlı veya onunla ilişkili bir protein molekülüdür. Zar proteinleri, proteinin zarla nasıl ilişkili olduğuna bağlı olarak iki gruba ayrılabilir.

İntegral membran proteinleri kalıcı olarak plazma zarına gömülüdür. Bir dizi önemli işleve sahiptirler. Bu tür işlevler, moleküllerin zar boyunca kanalize edilmesini veya taşınmasını içerir. Diğer integral proteinler hücre reseptörleri olarak işlev görür. İntegral zar proteinleri, çift tabaka ile olan ilişkilerine göre sınıflandırılabilir:

  • Transmembran proteinleri tüm plazma zarını kapsar. Transmembran proteinleri her tür biyolojik membranda bulunur.
  • İntegral monotopik proteinler, zara yalnızca bir taraftan kalıcı olarak bağlanır.

Bazı integral zar proteinleri, hücre yapışmasından (bir hücrenin başka bir hücreye veya yüzeye yapışmasından) sorumludur. Hücre zarlarının dışında ve bazı proteinlere bağlı karbonhidrat zincirleri hücre tipini tanımlayan etiketler olarak işlev görür. Gösterilen Figür aşağıda iki farklı zar proteini türü ve ilişkili moleküller bulunmaktadır.

Periferik zar proteinleri zarla yalnızca geçici olarak ilişkili proteinlerdir. Kolayca çıkarılabilirler, bu da hücre sinyalleşmesine dahil olmalarını sağlar. Periferik proteinler ayrıca bütünleyici zar proteinlerine eklenebilir veya lipit çift tabakasının küçük bir kısmına kendi başlarına yapışabilirler. Periferik membran proteinleri genellikle iyon kanalları ve transmembran reseptörleri ile ilişkilidir. Periferik membran proteinlerinin çoğu hidrofiliktir.

Bazı zar proteinleri, molekülleri ve iyonları polar fosfolipid çift tabakası boyunca hareket ettiren büyük bir taşıma sistemi oluşturur.

Akışkan Mozaik Modeli

1972 yılında S.J. Singer ve G.L. Nicolson, artık yaygın olarak kabul edilen Sıvı mozaik modelihücre zarlarının yapısı hakkında. Model, integral membran proteinlerinin, görüldüğü gibi fosfolipid çift tabakasına gömüldüğünü öne sürüyor. Figür üstünde. Bu proteinlerin bazıları çift tabaka boyunca uzanır, bazıları ise sadece kısmen onun üzerinden geçer. Bu zar proteinleri, taşıma proteinleri ve reseptör proteinleri olarak işlev görür.

Modelleri ayrıca zarın katı değil sıvı gibi davrandığını öne sürdü. Membranın proteinleri ve lipidleri, sudaki şamandıralar gibi zarın etrafında hareket eder. Böyle bir hareket, plazma zarının "mozaik modelinde" sabit bir değişikliğe neden olur.

Plazma Membranının Uzantıları

Plazma zarı, kırbaç benzeri uzantılara sahip olabilir. kamçı veya fırça gibi kirpikler. Tek hücreli organizmalarda, gösterildiği gibi Figür aşağıda, zar uzantıları organizmaların hareket etmesine yardımcı olabilir. Çok hücreli organizmalarda uzantıların başka işlevleri vardır. Örneğin, insan akciğer hücrelerindeki kirpikler, yabancı partikülleri ve mukusu ağız ve buruna doğru süpürür.

Flagella ve Cilia. Kirpikler ve flagella, birçok hücrenin plazma zarının uzantılarıdır.


Hücre Yüzeyi GRP78

ER-Transmembran Şaperonlarının Hücre Yüzeyine Ankrajı

Transmembran proteinleri, lipid çift tabakasına doğrudan gömülerek hücre yüzeyine demirlenebilir ve hücre yüzeyinde transmembran ER şaperonlarının ve kokaperonların tespiti rapor edilmiştir. Örnek olarak, yeni sentezlenmiş glikoproteinlerin katlanması için önemli bir ER-transmembran şaperonu olan calnexin (CNX), çeşitli hücre tiplerinin yüzeyinde tespit edildi. 19 Yalnızca hücre yüzeyinin dışında açığa çıkan etiketli proteinler olan, zar geçirmeyen bir biyotinleme reaktifi kullanılarak, avidine bağlanarak saflaştırılan biyotinlenmiş CNX'in sürekli olarak hücre yüzeyine iletildiği ve ardından lizozomal bozunma için endositoza tabi tutulduğu bulundu. DNAJC1 olarak da adlandırılan murin tümör hücresi DnaJ benzeri protein 1 (MTJ-1), GRP78 ile ortak olduğu bildirilen ve ER'de ATPaz aktivitesini uyardığı bildirilen bir ER-lokalize J alanı içeren transmembran kokaperondur. 20,21 MTJ-1, murin makrofajlarından saflaştırılmış plazma membran fraksiyonunda saptanır ve MTJ-1'in siRNA tarafından susturulması, hücre membran fraksiyonunda MTJ-1 ekspresyonunu aşağı regüle eder. 22

GRP78'in ER'de bir lümen proteini olarak keşfedilmesine rağmen, şaşırtıcı bir şekilde, mikrozomlardan izole edilen bir GRP78 alt popülasyonunun, bir transmembran/membran gömülü proteinin özellikleri olan alkali karbonat ekstraksiyonuna ve kısmen tripsine dirençli olduğu gözlemlendi. Bir başka ER lümen şaperonu olan calreticulin (CRT), bu ekstraksiyona duyarlıydı. 4,5,23 Bu, ER membranını kapsayan ER GRP78'in bir alt bölümünün varlığını düşündürür. Bununla birlikte, GRP78'in birincil amino asit dizisini, N-terminal lider peptit hariç olmak üzere, zar ötesi sarmalların tahminine tabi tutarken, hidropati grafiği yalnızca tümü anlamlılık eşiğinin altında olan üç zayıf hidrofobik bölgeyi tahmin eder, 24 GRP78'in bunu yaptığını düşündürür. transmembran konfigürasyona sahip değildir. Bu nedenle, proteaz ile alkalin ekstraksiyonuna ve kısmi sindirime karşı direnci açıklamak için, ER GRP78'in bir alt bölümünün ER zarını alışılmadık bir şekilde "yayması" veya ER zarı ile sıkı bir şekilde ilişkili olması mümkündür. Plazma zarı ER zarından türetildiği için, ER-transmembran GRP78'in alt bölümü hücre yüzeyine yeniden yerleştirilebilir. Destek olarak, periferik proteinleri tüketmek için yoğun yıkamaya rağmen stresli hücrelerde plazma membran fraksiyonunda küçük fakat saptanabilir miktarda biyotinlenmiş hücre yüzeyi GRP78 bulundu. 24


Transmembran Protein nedir? (Resimleri olan)

Bir transmembran proteini, hücre zarının tüm uzunluğunu kapsayan bir proteindir. Moleküllerin ve iyonların hücreye geçebileceği bir kanal sağlayarak fosfolipidler arasına gömülür. Transmembran proteinler ayrıca kimyasal haberciler ile etkileşime girerek hücreler arasındaki iletişimi kolaylaştırır. Glikoz metabolizması ve yağ asitlerinin üretimi gibi birçok biyolojik süreç, belirli bir transmembran proteini aktive edildikten sonra tetiklenir.

İnsülin reseptörü, kimyasal bir haberci, yani insülin ile etkileşime giren bir transmembran proteinin bir örneğidir. Reseptör, insülin molekülü için hücre yüzeyinde bir hedef görevi görür. Molekül reseptör ile kenetlendikten sonra, reseptör tipik olarak bir glikoz taşıyıcının hücre yüzeyine hareketine neden olan kimyasalları serbest bırakır. Bu, hücrenin dış ortamdan büyük miktarlarda glikoz emmesine izin vererek glikoz metabolizmasına ve sonunda enerji üretimine yol açar.

Transmembran proteinin diğer bir görevi, kimyasal ortamı korumak için sodyum ve potasyum gibi iyonları hücre zarı boyunca nakletmek. İyon kanalları düzgün çalışmıyorsa bazı hücreler belirli görevleri gerçekleştiremez. Bunun önemli bir örneği, sinir hücrelerinin voltaj kapılı iyon kanallarıdır. Dinlenme durumunda, iyon kanalı tipik olarak kapalıdır ve iyonların zarı geçmesini önler. Kesik veya yanık gibi bir uyaran algılanır algılanmaz, sinir hücresinin bir ucundan diğer ucuna bir sinir impulsu gönderilir. Bu, ancak iyon kanalları açılır ve iyonların hücre zarından akmasına izin verirse gerçekleşebilir.

Düzgün organize olmak için hücreler ayrıca hücrenin içinde bulunduğu ortamı incelemek için transmembran proteinlere ihtiyaç duyar. Örneğin, kas hücreleri genellikle diğer kas hücrelerinin etrafında organize olurken, cilt hücreleri diğer cilt hücrelerinin etrafında organize olur. İntegrinler, bu düzenleme işlevini yerine getiren geniş bir transmembran protein kategorisidir. İntegrinler ayrıca hücreleri substratlara bağlayarak hücre göçünü ve yara iyileşmesini kolaylaştırır. Bir hücrenin büyümesi, bölünmesi ve ölümü genellikle integrinler tarafından alınan sinyallere bağlıdır.

Bir transmembran proteini, protein zincirinin nasıl organize edildiğine bağlı olarak alfa sarmal veya beta varil olarak sınıflandırılabilir. Alfa sarmal proteinler tek bir zincirden oluşurken, beta varil proteinleri yan yana düzenlenmiş birkaç protein zincirine sahiptir. Alfa sarmal proteini genellikle sarmaldır ve beta varil proteini, bir fıçıya benzeyen kapalı bir yapıya bükülür.


Tüm transmembran proteinler kanal veya tünel içerir mi? - Biyoloji

Proteinlerdeki tünelleri veya gözenekleri otomatik olarak bulmak, karakterize etmek ve görüntülemek için yeni bir algoritma olan CHUNNEL'i tanımlıyoruz. Algoritmanın doğruluğu ve doğruluğu, oluşturulmuş bir dizi protein üzerinde doğrulanır ve büyük gerçek protein kümelerini analiz etmek için kullanılır. Doğrulama seti, bilinen yol ve genişlik profiline sahip yapay olarak oluşturulmuş gözeneklere sahip proteinleri içerir. Önceki kıyaslama algoritması olan HOLE, yeni algoritma ile karşılaştırılır. Sonuçlar, yeni algoritmanın en büyük avantajının, tünel ağzının konumu hakkında hiçbir önsel kılavuz veya ipucu olmadan tünelleri başarılı bir şekilde bulup karakterize edebilmesi ve varsa birden fazla tüneli başarıyla bulabilmesi olduğunu göstermektedir. KANAL aynı zamanda HOLE ile bağlantılı olarak da kullanılabilir; bunlardan ilki HOLE'u doldurmak için, ikincisi ise gözenekleri izlemek ve karakterize etmek için kullanılır. Analiz, Protein Veri Bankasından toplanan zar protein yapılarının aileleri üzerinde ve ayrıca tahmin edilen zar-sulu faz arayüzlerine sahip bir dizi zar-ötesi protein üzerinde gerçekleştirildi ve bu, zar proteinleri içinden çıkan tüneller de dahil olmak üzere tünellerin ilk tamamen otomatik incelemesini sağladı. membran çift katmanlı.


GİRİŞ

Tüneller ve gözeneklerden oluşan kanallar biyomoleküler yapıların önemli özelliklerindendir. Bu iki kanal türü arasındaki fark, tünellerin aktif bir bölgeyi yüzeye bağlamasına karşın gözeneklerin bir biyomakromolekülün karşıt taraflarında açıklıklara sahip olmasıdır. Enzimlerin %64'ünden fazlası, substratların ve ürünlerin taşınmasını sağlayan bir özellik olan tüneller yoluyla dış ortama bağlanan gömülü aktif bölgeleri içerir (1). Dahili enzim kanalları karmaşık reaksiyonların katalizi için çok önemlidir (2, 3) ve substrat erişim tünellerindeki mutasyonlar hem enzim aktivitesini hem de substrat spesifikliğini etkileyebilir (4, 5). Biyomoleküler kanallar da büyük moleküllerin ticaretinde rol oynar, örneğin, RNA polimeraz II'nin tam uzama kompleksinin son karakterizasyonu, DNA'nın girişini ve DNA ve RNA'nın çıkışını sağlayan kanalları gösterir (6). Başka bir örnek, yeni oluşan bir proteini ribozomdan dışarı yönlendiren 10 nm uzunluğundaki polipeptit tünelidir (7, 8).

Gözenekler ayrıca biyolojik olarak önemli birçok sürece yardımcı olur, yani suyun, iyonların ve moleküllerin biyomembranlar boyunca taşınmasını kolaylaştırır ve kontrol eder (9, 10). Kristalizasyon ve kriyo-elektron mikroskopi tekniklerindeki ilerleme, transmembran proteinlerle ilgili yapısal bilgi miktarını büyük ölçüde artırmıştır. Mevcut yapılar, çeşitli reseptörlerin kanal açılması ve geçişi (11-13) ve lipopolisakkarit taşınmasının yapısal temeli (14) gibi biyolojik olarak ilgili birçok süreci anlamamız için çok önemlidir.

Biyomakromoleküler yapılarda kanalların önemi, bu yapısal özellikleri hem tespit edebilen hem de analiz edebilen araçların geliştirilmesini gerektirmektedir. Değişken derecelerde işlevsellik ve erişilebilirlik sağlayan birçok yazılım aracı geliştirilmiştir (15). Bu çözümler arasında web tabanlı araçlar, çeşitli cihazlarda, platformlarda ve işletim sistemlerinde erişilebilirlikleri ve bunları diğer biyoinformatik araçları ve boru hatları ile entegre edebilmeleri nedeniyle yapısal biyologlar tarafından oldukça beğenilmektedir. MOLEonline, yüksek düzeyde etkileşimli işlevsellik sağlayan popüler bir araçtır, ancak önceki sürümü (16), nihai olarak tam bir yeniden oluşturmayı motive eden belirli dezavantajlardan muzdaripti. Mevcut haliyle MOLEonline, iki mod ile tam ve etkileşimli işlevsellik sağlar: biri tünellerin analizi için, diğeri ise zar ötesi gözeneklerin analizine adanmıştır. MOLEonline, tanımlanan kanalların geometrisini hesaplamaya ek olarak, kanal kaplama kalıntıları ve bunların fizikokimyasal özellikleri hakkında da bilgi sağlar. Son olarak, MOLEonline, tanımlanan yapısal özelliklerin veri tabanında depolananlarla karşılaştırılmasını kolaylaştırmak için ChannelsDB veri tabanı (17) ile bağlantılıdır.


Kanser, İmmünoloji ve Enflamasyon ve Enfeksiyon Hastalıkları

5.17.4.1.4.1 Füzyon inhibitörleri

TM proteini gp41, NH'sinde bir füzyon peptidi içerir.2-terminal uç, virüs ve hücre zarlarının füzyonuna izin verir. Füzyon peptidi, füzyon sürecini kontrol eden iki sarmal heptad tekrar bölgesi içerir ve membran füzyonunu mümkün kılan konformasyonel değişikliklere izin veren üçlü bir sarmal ikincil yapıyı benimser. Üçlü sarmalın peptidik analoglarının keşfi, onaylanmış ilaç T-20'ye (enfuvirtide) yol açtı. 22 ) (105). 365 İlacın enjekte edilmesi gerekir, bu da oral tedavilere kıyasla çekiciliğini sınırlar, ancak kurtarma tedavisinde sıklıkla kullanılmaktadır.

Şekil 22. HIV giriş inhibitörleri.


Transmembran Proteini

Bir hücrenin zarı sadece bir sınır değil, aynı zamanda bir arayüzdür. Arayüzün işleyişinde yer alan en kritik moleküller, zarın içine gömülü olan proteinlerdir. Bu proteinlerin çoğu, hücrenin dışından içine kadar olan mesafeyi kapsar (kısmen, hücreden çok daha büyük oldukları için). lipitler zarı oluşturan) ve transmembran proteinler olarak adlandırılır. Transmembran proteinler, integral proteinlerin bir sınıfıdır (yani, membran çift tabakasının içine veya içinden geçen proteinler).

Membran çift tabakasının lipid molekülleri ağırlıklı olarak hidrofobik (yani, polar su molekülleri ile güçlü bir şekilde etkileşime girmezler). İki tabakaya gömülü olan transmembran protein kısmı bu nedenle polar olmayan kalıntılara sahip olmalıdır. Genellikle, bu kalıntılar bir bobin oluşturur veya sarmal , bu hidrofobiktir ve bu nedenle çift tabaka içinde kararlıdır.

Transmembran proteinlerin tanımlanabilecek üç bölgesi veya alanı vardır: çift tabakadaki alan, hücrenin dışındaki alan (hücre dışı alan adı verilir) ve hücrenin içindeki alan (hücreler arası alan adı verilir). Bir hücre zarı biraz sıvı olsa da, transmembran proteinlerin oryantasyonu değişmez. Proteinler o kadar büyüktür ki, oryantasyon değiştirme oranları son derece küçüktür. Böylece, transmembran proteinin hücre dışı kısmı her zaman hücrenin dışındadır ve hücreler arası kısım her zaman içeridedir.

Transmembran proteinler, hücrelerin işleyişinde birkaç rol oynar. İletişim en önemli rollerden biridir: Proteinler, hücreye dış ortamın içerdiğini bildirmek için faydalıdır. alıcılar hücre dışı alanda spesifik substrat molekülleri ile etkileşime girme yeteneğine sahiptirler. Bir protein substrata bağlandığında, bağlanma bölgesinin yakınındaki geometrideki bir değişiklik, hücreler arası alanın yapısında müteakip değişikliklerle sonuçlanır. Bu değişiklikler, hücredeki başka bir proteinin kaskad etkisi ile bir sonraki proteini etkileyerek değişmesine neden olur ve bu böyle devam eder. Bu nedenle, transmembran proteinler, hücrenin dış ortamına yanıt veren ancak sonuçta hücrenin diğer yapılarında meydana gelen eylemlere yol açan sinyalleri başlatma yeteneğine sahiptir.

Hücrenin dış çevre hakkında bilgi toplaması için bir yol olarak hizmet etmenin yanı sıra, transmembran proteinler, zar boyunca malzeme alışverişini kontrol etmekle de ilişkilidir. Bu süreçte en çok yer alan proteinlere porinler denir. Bu moleküller, zar içinde gözenekler (veya kanallar) oluşturan kümeler halinde görünürler. Çoğu durumda, gözenekler diğer proteinler tarafından kontrol edilir (veya düzenlenir), böylece bazı durumlarda açık ve diğerlerinde kapalı olurlar.

Sinir hücresi sinyali, bu işlevselliğe iyi bir örnek teşkil eder. Sinir hücreleri, iyonların zar boyunca akışını kullanarak aksiyon potansiyeli adı verilen elektrik sinyallerini yayar. İyonların akışına izin veren kanallar genellikle dinlenme durumunda kapalıdır, ancak bir sinyal oluştuğunda açılır. Bu proteinler voltaj kapılı kanallar oluşturur. Bir sinir hücresi diğeriyle etkileşime girdiğinde kanalları farklı bir mekanizma açar. Bu durumda bir reseptör proteini bir nörotransmittere bağlanır ve bu etkileşim kanal proteinlerini etkileyerek iyon akışına açılmalarını sağlar. Bu yapıya ligand kapılı kanal denir. Ligand bu durumda nörotransmiterdir, ancak diğer ligand kapılı kanallar da mevcuttur ve hepsi zar ötesi proteinleri kullanır.


GİRİŞ

Tüneller ve gözeneklerden oluşan kanallar biyomoleküler yapıların önemli özelliklerindendir. Bu iki kanal türü arasındaki fark, tünellerin aktif bir bölgeyi yüzeye bağlamasına karşın gözeneklerin bir biyomakromolekülün karşıt taraflarında açıklıklara sahip olmasıdır. Enzimlerin %64'ünden fazlası, substratların ve ürünlerin taşınmasını sağlayan bir özellik olan tüneller yoluyla dış ortama bağlanan gömülü aktif bölgeleri içerir (1). Dahili enzim kanalları karmaşık reaksiyonların katalizi için çok önemlidir (2, 3) ve substrat erişim tünellerindeki mutasyonlar hem enzim aktivitesini hem de substrat spesifikliğini etkileyebilir (4, 5). Biyomoleküler kanallar da büyük moleküllerin ticaretinde rol oynar, örneğin, RNA polimeraz II'nin tam uzama kompleksinin son karakterizasyonu, DNA'nın girişini ve DNA ve RNA'nın çıkışını sağlayan kanalları gösterir (6). Başka bir örnek, yeni oluşan bir proteini ribozomdan dışarı yönlendiren 10 nm uzunluğundaki polipeptit tünelidir (7, 8).

Gözenekler ayrıca biyolojik olarak önemli birçok sürece yardımcı olur, yani suyun, iyonların ve moleküllerin biyomembranlar boyunca taşınmasını kolaylaştırır ve kontrol eder (9, 10). Kristalizasyon ve kriyo-elektron mikroskopi tekniklerindeki ilerleme, transmembran proteinlerle ilgili yapısal bilgi miktarını büyük ölçüde artırmıştır. Mevcut yapılar, çeşitli reseptörlerin kanal açılması ve geçişi (11-13) ve lipopolisakkarit taşınmasının yapısal temeli (14) gibi biyolojik olarak ilgili birçok süreci anlamamız için çok önemlidir.

Biyomakromoleküler yapılarda kanalların önemi, bu yapısal özellikleri hem tespit edebilen hem de analiz edebilen araçların geliştirilmesini gerektirmektedir. Değişken derecelerde işlevsellik ve erişilebilirlik sağlayan birçok yazılım aracı geliştirilmiştir (15). Bu çözümler arasında web tabanlı araçlar, çeşitli cihazlarda, platformlarda ve işletim sistemlerinde erişilebilirlikleri ve bunları diğer biyoinformatik araçları ve boru hatları ile entegre edebilmeleri nedeniyle yapısal biyologlar tarafından oldukça beğenilmektedir. MOLEonline, yüksek düzeyde etkileşimli işlevsellik sağlayan popüler bir araçtır, ancak önceki sürümü (16), nihai olarak tam bir yeniden oluşturmayı motive eden belirli dezavantajlardan muzdaripti. Mevcut haliyle MOLEonline, iki mod ile tam ve etkileşimli işlevsellik sağlar: biri tünellerin analizi için, diğeri ise zar ötesi gözeneklerin analizine adanmıştır. MOLEonline, tanımlanan kanalların geometrisini hesaplamaya ek olarak, kanal kaplama kalıntıları ve bunların fizikokimyasal özellikleri hakkında da bilgi sağlar. Son olarak, MOLEonline, tanımlanan yapısal özelliklerin veri tabanında depolananlarla karşılaştırılmasını kolaylaştırmak için ChannelsDB veri tabanı (17) ile bağlantılıdır.


İntegral Membran Proteini Nedir? (Resimleri olan)

IMP olarak da bilinen integral bir zar proteini, bir hücrenin tüm biyolojik zarını kapsayan proteindir. Bu proteinler hücre zarına kalıcı olarak bağlıdır ve işlevleri tipik olarak zarda bulunmaya dayanır. Hem yapısal hem de işlevsel olarak hücre zarlarının ayrılmaz parçalarıdırlar.

Her bir integral zar protein molekülü, içinde bulunduğu zar ile karmaşık bir ilişkiye sahiptir. Yapısal olarak, IMP genellikle protein şeritleri hücre zarının yapısı boyunca dokunacak şekilde yerleştirilir. Protein bölümleri hücre duvarından hücrenin içinde veya dışında veya her iki yönde çıkıntı yapar. Protein molekülü, zarın içine gömülmemişse işlev göremez.

Proteinin bir diğer özelliği de bu proteinlerin zardan ancak çok özel kimyasal işlemlerle uzaklaştırılabilmesidir. Bunun nedeni, proteinin hidrofobik bölgelerinin hücre zarının fosfolipid çift tabakası içinde korunmasıdır. Bu nedenle, fosfolipid çift tabakasını bozmak ve integral zar proteinini çıkarmak için deterjanlar, denatüre edici çözücüler ve polar olmayan çözücüler kullanılmalıdır.

İntegral membran protein sınıfı içinde, çoğu reseptör ve diğer hücre sinyal molekülleri türleri olan birkaç farklı protein kategorisi vardır. Yapılarına göre iki gruba ayrılırlar. Bunlar integral transmembran proteinler ve integral monotopik proteinlerdir.

İntegral transmembran proteinleri, tüm hücre zarını kaplayan proteinlerdir. Bu proteinler, hücre duvarından çıkıntı yapan birkaç protein parçası olacak şekilde fosfolipid çift tabakasını dokuyarak zarı bir kez veya birkaç kez kaplayabilir. Genel olarak bu, en yaygın IMP türüdür.

İntegral transmembran proteinlerinin örnekleri, potasyum iyonlarını hücrelerin içine ve dışına taşıyanlar gibi voltaj kapılı iyon kanallarını içerir. T hücresi reseptörlerinin belirli tipleri, insülin reseptörü ve diğer birçok reseptör ve nörotransmiter, bütünleyici transmembran proteinlerdir. Genel olarak, alıcılar, vericiler ve taşıyıcılar bu IMP sınıfına ait olma eğilimindedir, çünkü tüm zarı kaplayan proteinler tipik olarak hücrenin hem içindeki hem de dışındaki koşulları aynı anda algılayabilirler.

İntegral monotopik proteinler biyolojik zarın tamamını kapsamaz. Bunun yerine, zara yalnızca bir taraftan bağlanırlar ve proteinin bir ucu hücrenin içinde veya dışında çıkıntı yapar. Bu protein sınıfı, monoamin oksidaz ve yağ asidi amid hidrolaz gibi enzimleri içerir. İntegral monotopik proteinler, hücre içindeki ve dışındaki koşulları algılayamazlar ve hücreler arası sinyalleşmede yer alma olasılıkları daha düşüktür.