تكرار أنكيرين

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

يُعد تكرار الأنكرين نمطًا مكونًا من 33 حمضًا أمينيًا في البروتينات ، ويتألف من حلزونين ألفا يفصل بينهما حلقات . وقد اكتُشف لأول مرة في بروتينات الإشارة في الخميرة Cdc10 وذبابة الفاكهة Notch . تتوسط النطاقات المكونة من تكرارات الأنكرين المتتالية التفاعلات بين البروتينات ، وهي من بين أكثر الأنماط البنيوية شيوعًا في البروتينات المعروفة. تظهر هذه الأنماط في البروتينات البكتيرية والعتائقية وحقيقية النواة ، ولكنها أكثر شيوعًا في حقيقيات النواة. على الرغم من غياب بروتينات تكرار الأنكرين في معظم الفيروسات، إلا أنها شائعة بين فيروسات الجدري . تحتوي معظم البروتينات التي تحتوي على هذا النمط على أربعة إلى ستة تكرارات، بينما يحتوي بروتين الأنكرين، الذي سُمي بهذا الاسم، على 24 تكرارًا، وأكبر عدد معروف من التكرارات هو 34 تكرارًا، وقد تم التنبؤ به في بروتين يُعبر عنه بواسطة طفيل الجيارديا اللمبلية . [ 2 ]

تتداخل تكرارات الأنكرين عادةً لتشكل بنية لولبية خطية واحدة تُسمى نطاقات تكرار الأنكرين . تُعد هذه النطاقات من أكثر منصات تفاعل البروتين-بروتين شيوعًا في الطبيعة، وتوجد في عدد كبير من البروتينات ذات الوظائف المتنوعة، وخاصةً في حقيقيات النوى . أما الأمثلة القليلة المعروفة في بدائيات النوى والفيروسات، فقد تكون ناتجة عن عمليات نقل الجينات الأفقية. [ 3 ] وقد وُجد هذا التكرار في بروتينات ذات وظائف متنوعة، مثل مُحفزات النسخ، ومنظمات دورة الخلية ، وبروتينات الهيكل الخلوي ، وناقلات الأيونات ، ومحولات الإشارة . ويبدو أن طي الأنكرين يتحدد ببنيته أكثر من وظيفته، إذ لا يوجد تسلسل أو بنية محددة يتعرف عليها عالميًا.

بالنظر إلى الهياكل الذرية لتكرارات الأنكيرين الفردية، فإن الحلقة غالبًا ما تكون حلقة انتفاخ بيتا من النوع 1 ، في حين أن كلا الحلزونات ألفا تحتوي عادةً على حلقة شلمان في الطرف الأميني .

دورها في طي البروتين

تمت دراسة نمط تكرار الأنكرين باستخدام محاذاة التسلسلات المتعددة لتحديد بقايا الأحماض الأمينية المحفوظة الضرورية للطي والاستقرار. تتسم البقايا الموجودة على السطح الجانبي الواسع لبنى تكرار الأنكرين بالتنوع، وغالبًا ما تكون كارهة للماء ، وتشارك بشكل أساسي في التوسط في التفاعلات بين البروتينات. تم تصنيع بروتين اصطناعي مصمم بناءً على تسلسل توافقي مشتق من محاذاة التسلسلات، ووُجد أنه يطوى بثبات، وهو أول بروتين مصمم بتكرارات متعددة. [ 4 ] استخدمت استراتيجيات تصميم أكثر شمولاً تسلسلات تركيبية "لتطوير" تكرارات الأنكرين التي تتعرف على أهداف بروتينية محددة، وهي تقنية عُرضت كبديل لتصميم الأجسام المضادة للتطبيقات التي تتطلب ارتباطًا عالي الألفة. [ 5 ] تُظهر دراسة قائمة على البنية، شملت مجموعة من بروتينات الأنكرين ذات البنى المعروفة، أن بروتينات الأنكرين القائمة على التوافق تتمتع بثبات عالٍ لأنها تزيد من الفجوة الطاقية بين بنيتي الطي والفك، مما يُشفّر شبكة مترابطة بكثافة من التفاعلات المواتية بين أنماط التسلسلات المحفوظة، مثل نمط TPLX. [ 6 ] تُظهر الدراسة نفسها أن الإضافات في الإطار المتعارف عليه لتكرارات الأنكرين غنية بالتفاعلات المتضاربة، المرتبطة بالوظيفة. وينطبق الأمر نفسه على التفاعلات المحيطة بمناطق الحذف. وقد تكون هذه التفاعلات مرتبطة بعمليات طي/فك طي معقدة، مهمة للتعرف على الشريك والتفاعل معه.

تُشكّل البروتينات ذات التكرارات الأنكيرينية تحديًا غير مألوف في دراسة طي البروتينات ، التي ركّزت في معظمها على البروتينات الكروية التي تُكوّن بنية ثلاثية الأبعاد مُحدّدة جيدًا، مُستقرة بفضل روابط بعيدة المدى وغير محلية بين الأحماض الأمينية. وعلى النقيض من ذلك، تحتوي التكرارات الأنكيرينية على عدد قليل جدًا من هذه الروابط (أي أنها ذات ترتيب تلامس منخفض ). وقد وجدت معظم الدراسات أن التكرارات الأنكيرينية تُطوى وفق آلية طي ثنائية الحالة ، مما يُشير إلى درجة عالية من التعاونية في الطي على الرغم من الروابط المحلية بين الأحماض الأمينية والحاجة الواضحة للطي الناجح مع أعداد مُتفاوتة من التكرارات. وتشير بعض الأدلة، استنادًا إلى تخليق نسخ مُختصرة من البروتينات المُتكررة الطبيعية، [ 7 ] وفحص قيم فاي ، [ 8 ] إلى أن الطرف الكربوكسيلي يُشكّل موقع بدء الطي.

الأهمية السريرية

ارتبطت البروتينات ذات التكرارات الأنكيرينية بعدد من الأمراض البشرية . تشمل هذه البروتينات مثبط دورة الخلية p16 ، المرتبط بالسرطان ، وبروتين نوتش (مكون رئيسي في مسارات إشارات الخلية) الذي يمكن أن يسبب اضطراب CADASIL العصبي عندما يتعطل نطاق التكرار بسبب الطفرات. [ 2 ]

تشارك عائلة متخصصة من بروتينات الأنكرين، تُعرف باسم بروتينات تكرار الأنكرين العضلية (MARPs)، في إصلاح وتجديد أنسجة العضلات بعد التلف الناتج عن الإصابة والإجهاد. [ 9 ]

يُعزى التباين الطبيعي بين الغلوتامين والليسين في الموضع 703 من التكرار الحادي عشر للأنكيرين في جين ANKK1 ، والمعروف باسم الأليل TaqI A1، [ 10 ] إلى تشجيع السلوكيات الإدمانية كالسمنة، وإدمان الكحول، وإدمان النيكوتين، ونمط الحب الإيروسي ، بينما يُثبط جنوح الأحداث والعصابية والقلق. [ 11 ] وقد يؤثر هذا التباين على خصوصية تفاعلات البروتين التي يُجريها بروتين كيناز ANKK1 عبر هذا التكرار .

البروتينات البشرية التي تحتوي على هذا التكرار

أبتب1 ؛ أبتب2 ؛ ACBD6 ؛ أكتبل1 ؛ أنك1 ؛ أنك2 ؛ أنك3 ؛ أنكار ؛ أنكدد1 A؛ أنكيف1 ؛ أنكفي 1؛ أنكد1 ؛ أنكيب1 ؛ أنكك1 ؛ أنكمي1 ؛ أنكمي2 ؛ أنكرا2 ؛ أنكرد1 ؛ أنكرد10 ؛ أنكرد11 ؛ أنكرد12 ؛ أنكرد13 ؛ أنكرد13 A؛ أنكرد13ب ؛ أنكرد13C ؛ أنكرد13د ؛ أنكرد15 ؛ أنكرد16 ؛ أنكرد17 ؛ أنكرد18 A؛ أنكرد18ب ؛ أنكرد19 ؛ أنكرد2 ؛ أنكرد20A1 ؛ أنكرد20A2 ؛ أنكرد20A3 ؛ ANKRD20A4 ؛ ANKRD21 ؛ ANKRD22 ؛ ANKRD23 ؛ ANKRD24 ؛ ANKRD25 ؛ ANKRD26 ؛ ANKRD27 ؛ ANKRD28 ؛ ANKRD30A ؛ ANKRD30B ؛ ANKRD30BL ؛ ANKRD32 ؛ ANKRD33 ؛ ANKRD35 ؛ ANKRD36 ؛ ANKRD36B ؛ ANKRD37 ؛ ANKRD38 ؛ ANKRD39 ؛ ANKRD40 ؛ ANKRD41 ؛ ANKRD42 ؛ ANKRD43 ؛ ANKRD44 ؛ ANKRD45 ؛ ANKRD46 ؛ ANKRD47 ؛ ANKRD49 ؛ ANKRD50 ؛ ANKRD52 ؛ ANKRD53 ؛ ANKRD54 ؛ ANKRD55 ؛ ANKRD56 ؛ ANKRD57 ؛ ANKRD58 ؛ ANKRD60 ؛ ANKRD6 ؛ ANKRD7 ؛ ANKRD9 ؛ ANKS1A ؛ ANKS3 ؛ ANKS4B ؛ ANKS6 ؛ ANKZF1; ASB1 ; ASB10 ; ASB11 ; ASB12 ; ASB13 ; ASB14 ; ASB15 ; ASB16 ; ASB2 ; ASB3 ; ASB4 ; ASB5 ; ASB6 ; ASB7 ; ASB8 ; ASB9 ; ASZ1 ; BARD1 ; BAT4 ; BAT8 ; BCL3 ; BCOR ; BCORL1 ; BTBD11 ; CAMTA1 ; CAMTA2 ; CASKIN1 ; CASKIN2 ; CCM1 ; CDKN2A ; CDKN2B ; CDKN2C ; CDKN2D ; CENTB1 ; CENTB2 ; CENTB5 ; CENTG1 ; CENTG2 ; CENTG3 ; CLIP3 ; CLIP4 ; CLPB ; CTGLF1 ; CTGLF2 ؛ CTGLF3 ; CTGLF4 ; CTGLF5 ; CTTNBP2 ; دابك 1؛ DDEF1 ؛ في أسرع وقت ممكن 2؛ دديفل1 ؛ المديرية العامة للصناعات الغذائية ؛ دي جي كيه زد ؛ DP58 ؛ ديسفيب1 ؛ دزانك ؛ إهمت 1؛ إهمت 2؛ إي إس بي إن ؛ فانك1 ؛ فيم1 أ؛ فيم1 ب؛ جاببب 2؛ جي اي تي 1 ; جيت2 ؛ جي ال اس ; GLS2 ; هيس1 ؛ هيكتد1 ؛ اي بي تي كيه ؛ إلك ؛ إنفس ؛ كيدينز220 ؛ كريت1 ؛ LRRK1 ؛ البريد ; MIB1 ; MIB2 ; MPHOSPH8 ؛ ام تي بي ان ; MYO16NFKB1 ؛ NFKB2 ؛ NFKBIA ؛ NFKBIB ؛ NFKBIE ؛ NFKBIL1 ؛ NFKBIL2 ؛ NOTCH1 ؛ NOTCH2 ؛ NOTCH3 ؛ NOTCH4 ؛ NRARP ؛ NUDT12 ؛ OSBPL1A ؛ OSTF1 ؛ PLA2G6 ؛ POTE14 ؛ POTE15 ؛ POTE8 ؛ PPP1R12A ؛ PPP1R12B ؛ PPP1R12C ؛ PPP1R13B ؛ PPP1R13L ؛ PPP1R16A ؛ PPP1R16B ؛ PSMD10 ؛ RAI14 ؛ RFXANK ؛ RIPK4 ؛ RNASEL ؛ SHANK1 ؛ SHANK2 ؛ SHANK3 ؛ SNCAIP ؛ TA -NFKBH ؛ TEX14 ؛ TNKS ؛ TNKS2 ؛ TNNI3K ؛ TP53BP2 ؛ TRP7 ؛ TRPA1 ؛ TRPC3 ؛ TRPC4 ؛ TRPC5 ؛ TRPC6 ؛ TRPC7 ؛ TRPV1 ؛ TRPV2 ؛ TRPV3 ؛ TRPV4 ؛ TRPV5 ؛ TRPV6 ؛ UACA ؛ USH1G ؛ ZDHHC13 ؛ ZDHHC17 ؛

انظر أيضاً

  • داربين (بروتين مصمم بتكرارات أنكيرين)، وهو جسم مضاد مُهندس يحاكي بنية تكرارات أنكيرين

مراجع

  1. ↑ PDB : 1N11 ​;Michaely P, Tomchick DR, Machius M, Anderson RG (ديسمبر 2002). "البنية البلورية لمجموعة من 12 تكرارًا من ANK من ANK1 البشري" . EMBO J. 21 ( 23): 6387–96 . doi : 10.1093/emboj/cdf651 . PMC 136955. PMID 12456646 .  
  2. 1 2 موسوي ل، كاميت ت ، ديروسير د، بينغ ز (2004). "تكرار الأنكرين كبنية جزيئية للتعرف على البروتين" . علوم البروتين . 13 (6): 1435-48 . doi : 10.1110/ps.03554604 . PMC 2279977. PMID 15152081. مؤرشف من الأصل في 2004-09-07.  
  3. ↑ بورك ، ب. (ديسمبر 1993). "مئات من التكرارات الشبيهة بالأنكيرين في بروتينات متنوعة وظيفيًا: وحدات متنقلة تعبر الشعب أفقيًا؟". البروتينات . 17 (4): 363-374 . doi : 10.1002/prot.340170405 . PMID 8108379. S2CID 35224626 .  
  4. ↑ موسوي إل كيه، مينور دي إل، بينغ زد واي (ديسمبر 2002). "المحددات البنيوية المشتقة من التوافق لنمط تكرار الأنكيرين" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 99 (25): 16029-34 . Bibcode : 2002PNAS...9916029M . doi : 10.1073/pnas.252537899 . PMC 138559. PMID 12461176 .  
  5. ↑ بينز إتش كيه، أمستوتز بي، كول إيه، وآخرون (مايو 2004). "مرتبطات عالية الألفة مختارة من مكتبات بروتينات تكرار الأنكرين المصممة". نات . بيوتكنولوجي . 22 (5): 575-82 . doi : 10.1038/nbt962 . PMID 15097997. S2CID 1191035 .   
  6. ↑ بارا آر جي، إسبادا آر، فيرستراتي إن، فيريرو دي يو، وآخرون . (ديسمبر 2015). "التوصيف البنيوي والطاقي لعائلة بروتينات تكرار الأنكيرين" . مجلة PLOS للحوسبة البيولوجية . 12 (11): 575-82 . Bibcode : 2015PLSCB..11E4659P . doi : 10.1371/journal.pcbi.1004659 . PMC 4687027. PMID 26691182 .   
  7. ↑ تشانغ ب، بنغ ز (يونيو 2000). "وحدة طي دنيا في بروتين تكرار الأنكيرين p16(INK4)". مجلة علم الأحياء الجزيئي . 299 (4): 1121-1132 . doi : 10.1006/jmbi.2000.3803 . PMID 10843863 . 
  8. ↑ تانغ كيه إس، فيرشت إيه آر، إيتزهاكي إل إس (يناير 2003). "التفكك المتسلسل لتكرارات الأنكرين في مثبط الورم p16" . ستراكشر . 11 (1): 67-73 . doi : 10.1016/S0969-2126(02)00929-2 . PMID 12517341 . 
  9. ↑ ميلر إم كيه، بانغ إم إل، ويت سي سي، وآخرون (نوفمبر 2003). "بروتينات تكرار الأنكرين العضلية: CARP وankrd2/Arpp وDARP كعائلة من جزيئات الاستجابة للإجهاد القائمة على خيوط التيتين". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 333 (5): 951-964 . doi : 10.1016/j.jmb.2003.09.012 . PMID 14583192 .  
  10. ↑ نيفيل إم جيه، جونستون إي سي، والتون آر تي (يونيو 2004). "تحديد وتوصيف ANKK1: جين كيناز جديد مرتبط ارتباطًا وثيقًا بـ DRD2 على الشريط الكروموسومي 11q23.1" . الطفرات البشرية . 23 (6): 540-545 . doi : 10.1002/humu.20039 . PMID 15146457. S2CID 22242611 .  
  11. ↑ "ملخص جين NCBI لـ DRD2" .(مرجع مؤقت)