بيستروفين 1

قناة الكلوريد المنشطة بالكالسيوم بيستروفين-1 (BEST1)، طفرة ثلاثية: I76A، F80A، F84A؛ في مركب مع جزء من جسم مضاد Fab، والكلوريد، والكالسيوم. البنية الثانوية للتجميع البيولوجي 1 كما تُرى من خلال محور C5 الأمامي. من RCSB PDB.

بروتين بيستروفين-1 (Best1) هو بروتين يتم ترميزه في البشر بواسطة جين BEST1 (معرف RPD - 5T5N/4RDQ). [ 5 ]

تتألف عائلة بروتينات بيستروفين من أربعة جينات ذات صلة تطورية (BEST1، و BEST2 ، وBEST3، وBEST4) تُشفّر بروتينات غشائية متكاملة . [ 6 ] تم التعرف على هذه العائلة لأول مرة في البشر من خلال ربط طفرة في جين BEST1 بضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل (BVMD). [ 7 ] وقد تم تحديد الطفرات في جين BEST1 كسبب رئيسي لخمسة أمراض تنكسية شبكية مختلفة على الأقل. [ 7 ]

تُعدّ بروتينات البيستروفين عائلةً قديمةً من البروتينات المحفوظة بنيويًا، وقد تمّ تحديدها في جميع الكائنات الحية تقريبًا التي دُرست، بدءًا من البكتيريا وصولًا إلى الإنسان. في الإنسان، تعمل هذه البروتينات كقنوات أنيونية مُنشّطة بالكالسيوم ، ولكلٍّ منها توزيع نسيجي فريد في جميع أنحاء الجسم. على وجه التحديد، يُشفّر جين BEST1 الموجود على الكروموسوم 11q13 بروتين البيستروفين-1 في الإنسان، والذي يكون تعبيره أعلى ما يكون في شبكية العين . [ 7 ]

بناء

جين

تتشابه جينات البيستروفين في بنيتها الجينية المحفوظة، حيث تتطابق أحجام الإكسونات الثمانية المشفرة لنطاق RFP-TM تقريبًا، كما أن حدود الإكسون - الإنترون محفوظة للغاية . ولكل من جينات البيستروفين الأربعة نهاية 3' فريدة ذات طول متغير. [ 5 ]

أظهرت دراستان مستقلتان أن BEST1 يتم تنظيمه بواسطة عامل النسخ المرتبط بصغر العين . [ 8 ] [ 9 ]

بروتين

بيستروفين-1 هو بروتين غشائي متكامل يوجد بشكل أساسي في ظهارة الصباغ الشبكية (RPE) للعين. [ 10 ] ضمن طبقة ظهارة الصباغ الشبكية، يتمركز بشكل رئيسي على الغشاء البلازمي القاعدي الجانبي . تشير بنى التبلور البروتيني إلى وظيفة هذا البروتين الأساسية كقناة أيونية ، بالإضافة إلى قدراته التنظيمية للكالسيوم. [ 10 ] [ 7 ] يتكون بيستروفين-1 من 585 حمضًا أمينيًا ، ويقع كل من طرفيه الأميني والكربوكسيلي داخل الخلية.

قناة الكلوريد المنشطة بالكالسيوم بيستروفين-1 (BEST1)، طفرة ثلاثية: I76A، F80A، F84A؛ في مركب مع جزء من جسم مضاد Fab، والكلوريد، والكالسيوم. بنية الوحدة الفرعية للتجميع البيولوجي 1 مُشاهدة من خلال توجيه مركزي للحافة الجانبية. من RCSB PDB

يتكون تركيب بروتين Best1 من خمس وحدات فرعية متطابقة، تمتد كل منها عبر الغشاء أربع مرات، لتشكل مسامًا متصلًا على شكل قمع عبر نطاق الغشاء الثاني الذي يحتوي على نسبة عالية من الأحماض الأمينية العطرية ، بما في ذلك وحدة arg-phe-pro (RFP) الثابتة. [ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] يُبطن هذا المسام بأحماض أمينية غير قطبية وكارهة للماء . يساهم كل من تركيب المسام وبنيته في ضمان مرور الأنيونات الصغيرة فقط عبر القناة بشكل كامل. تعمل القناة كقمعين يعملان معًا بتناغم. تبدأ بمدخل ضيق شبه انتقائي للأنيونات، ثم تتسع إلى منطقة أكبر موجبة الشحنة، مما يؤدي إلى مسار أضيق يحدّ من حجم الأنيونات التي تمر عبر المسام. يعمل مشبك الكالسيوم كآلية تثبيت حول الجزء الأوسط الأكبر من القناة. تتحكم أيونات الكالسيوم في فتح وإغلاق القناة نتيجة للتغيرات التركيبية الناجمة عن ارتباط الكالسيوم بالنهاية الكربوكسيلية مباشرةً بعد آخر نطاق عبر الغشاء. [ 7 ] [ 12 ]

التوزيع النسيجي والخلوي الفرعي

يُعدّ موقع التعبير عن جين BEST1 أساسيًا لوظيفة البروتين، وغالبًا ما يرتبط سوء التموضع بمجموعة متنوعة من أمراض التنكس الشبكي . يُعبّر جين BEST1 عن بروتين Best1 بشكل أساسي في سيتوبلازم ظهارة الصباغ الشبكي. ويوجد البروتين عادةً داخل حويصلات بالقرب من الغشاء الخلوي. كما تدعم الأبحاث أن بروتين Best1 يتمركز ويُنتج في الشبكة الإندوبلازمية ( عضية داخلية تُشارك في تخليق البروتين والدهون). ويُعبّر عن Best1 عادةً مع بروتينات أخرى تُصنّع أيضًا في الشبكة الإندوبلازمية ، مثل الكالريتيكولين والكالنيكسين و Stim-1 . كما يدعم دور أيونات الكالسيوم في النقل المعاكس لأيونات الكلوريد فكرة أن Best1 يُشارك في تكوين مخازن الكالسيوم داخل الخلية. [ 10 ]

وظيفة

يعمل بروتين Best1 بشكل أساسي كقناة كلوريد داخلية مُنشطة بالكالسيوم على غشاء الخلية، وهي غير معتمدة على الجهد الكهربائي . [ 6 ] [ 10 ] [ 12 ] وقد تبين مؤخرًا أن بروتين Best1 يعمل كقناة أنيونية لتنظيم الحجم.

الأمراض

أفضل أنواع ضمور البقعة الصفراء البيضوي (BVMD)

الليبوفوسين (بقايا الدهون الناتجة عن هضم الليزوزوم) في عصبون بشري. يمثل هذا ما قد يحدث في العين لدى الأشخاص المصابين بمرض BMVD.

يُعدّ ضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل من نوع بيست (BVMD) أحد أكثر الأمراض شيوعًا المرتبطة بجين Best1. يظهر هذا المرض عادةً لدى الأطفال، ويتمثل في تراكم آفات الليبوفوسين (بقايا الدهون) في العين. [ 6 ] [ 10 ] يتم التشخيص عادةً بعد إجراء تخطيط كهربية العين غير الطبيعي ، حيث يظهر انخفاض في تنشيط قنوات الكالسيوم في الغشاء القاعدي الجانبي لظهارة الصباغ الشبكية. تؤدي طفرة في جين BEST1 إلى فقدان وظيفة القناة، وفي النهاية إلى تنكس الشبكية. [ 10 ] على الرغم من أن ضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل هو شكل وراثي سائد من ضمور البقعة الصفراء، إلا أن شدة الأعراض تختلف داخل وبين العائلات المصابة، مع العلم أن الغالبية العظمى من العائلات المصابة تنحدر من أصول شمال أوروبية. [ 7 ] [ 10 ] عادةً، يمر المصابون بهذا المرض بخمس مراحل تتفاقم تدريجيًا، على الرغم من اختلاف التوقيت والشدة بشكل كبير. غالبًا ما يكون سبب ضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل هو طفرات خاطئة مفردة . مع ذلك، تم تحديد حالات حذف للأحماض الأمينية أيضًا. [ 7 ] من المرجح أن يؤدي فقدان وظيفة قناة الكلوريد Best1 إلى تفسير بعض المشكلات الأكثر شيوعًا المرتبطة بمرض ضمور الشبكية الصفارية (BVMD): عدم القدرة على تنظيم تركيزات الأيونات داخل الخلايا وتنظيم حجم الخلية الكلي. [ 13 ] حتى الآن، تم ربط أكثر من 100 طفرة مسببة للمرض بمرض ضمور الشبكية الصفارية، بالإضافة إلى عدد من أمراض الشبكية التنكسية الأخرى. [ 12 ] على الرغم من أن مرض ضمور الشبكية الصفارية يظهر عادةً على شكل اعتلال بقعي ثنائي الجانب، فقد تم الإبلاغ عن حالات نادرة من مرض ضمور الشبكية الصفارية المرتبط بـ BEST1، أحادي الجانب أو غير متماثل بشكل ملحوظ، على الرغم من وجود أدلة فيزيولوجية كهربائية ثنائية الجانب على خلل في وظيفة ظهارة الصباغ الشبكي. [ 14 ] [ 15 ] بالإضافة إلى المعدلات الجينية، تم اقتراح إطار مفاهيمي انتقالي في سياق التعبير غير المتماثل أو أحادي الجانب في مرض بيست، يُطلق عليه اسم الصمت الفطري المعزز (AIS) . يُعرّف مصطلح "الصمت الفطري المُعزز" (AIS) " الصمت " بأنه غياب الأعراض السريرية للمرض على الرغم من وجود استعداد وراثي. وقد اقترح سونيث دايان ليندامولاج مفهوم "الصمت الفطري المُعزز" (AIS)، مستلهمًا ذلك من الملاحظات السريرية لأول حالة مُبلغ عنها لمرض بيست أحادي الجانب في سريلانكا. [ 15 ] ويشير مصطلح " الصمت الفطري المُعزز" إلى أن...وقد تعمل آليات الحماية الموضعية على كبح أو تأخير ظهور المرض في إحدى العينين. ويقترح إطار عمل "الصمت الفطري المعزز" كذلك أن تحديد هذه الآليات قد يُسهم في وضع استراتيجيات مستقبلية تهدف إلى تعزيز هذا الصمت الوقائي في العيون المعرضة للأمراض، وبالتالي توجيه البحوث التطبيقية نحو مناهج محتملة لتعديل مسار المرض. [ 16 ]

ضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل الذي يظهر في مرحلة البلوغ (AVMD)

يتكون ضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل الذي يظهر في مرحلة البلوغ (AVMD) من آفات مشابهة لضمور البقعة الصفراء البيضوي الشكل الحميد (BVMD) على الشبكية. ومع ذلك، فإن سببه ليس محددًا تمامًا كما هو الحال في BVMD. إن عدم القدرة على تشخيص AVMD عن طريق الاختبارات الجينية يجعل التمييز بينه وبين ضمور البقعة الصفراء النمطي أمرًا صعبًا. كما أنه من غير المعروف ما إذا كان هناك فرق سريري حقيقي بين AVMD الناتج عن طفرات في جين BEST1 وAVMD الناتج عن طفرات في جين PRPH2 . عادةً ما يتسبب AVMD في فقدان أقل للبصر مقارنةً بـ BVMD، ولا تنتشر الحالات عادةً في العائلات. [ 7 ]

اعتلال بيستروفين المتنحي المرتبط بالصبغي الجسدي (ARB)

تم تشخيص اعتلال بيستروفين المتنحي (ARB) لأول مرة عام ٢٠٠٨. يعاني المصابون بهذا المرض من ضعف في البصر خلال السنوات العشر الأولى من حياتهم. عادةً لا تظهر على الوالدين أو أفراد الأسرة أي أعراض غير طبيعية، لأن المرض متنحي ، مما يشير إلى ضرورة وجود طفرة في كلا أليلي جين BEST1. غالباً ما تظهر آفات صفار البيض، وفي بعض الحالات قد يحدث وذمة كيسية في البقعة الصفراء . بالإضافة إلى ذلك، لوحظت مضاعفات أخرى. يتراجع البصر ببطء مع مرور الوقت، على الرغم من اختلاف معدلات التراجع. تتراوح الطفرات المسببة لاعتلال بيستروفين المتنحي من طفرات خاطئة إلى طفرات في قاعدة واحدة في مناطق غير مشفرة . [ ٧ ]

إعتام عدسة العين في العين البشرية، والذي قد يكون سببه اعتلال الشبكية والجسم الهدبي السائد.

اعتلال الشبكية والجسم الزجاجي السائد وراثيًا

تم التعرف على اعتلال الشبكية والجسم الزجاجي السائد وراثيًا لأول مرة في عام 1982، ويظهر في كلتا العينين مع انخفاض في الرؤية المحيطية نتيجة لتراكم السوائل الزائدة وتغيرات في تصبغ شبكية العين. ومن المحتمل أيضًا حدوث إعتام عدسة العين في سن مبكرة. [ 7 ]

التهاب الشبكية الصباغي (RP)

قاع العين لمريض مصاب بالتهاب الشبكية الصباغي، في المرحلة المتوسطة

وُصِفَ التهاب الشبكية الصباغي لأول مرة عام ٢٠٠٩ فيما يتعلق بجين BEST1، ووُجِدَ أنه مرتبط بأربع طفرات خاطئة مختلفة في جين BEST1 لدى البشر. يعاني جميع المصابين من ضعف استجابة شبكية العين للضوء، وقد تظهر عليهم تغيرات في التصبغ، وشحوب في القرص البصري ، وتراكم السوائل، وانخفاض في حدة البصر . [ ٧ ]

لا توجد علاجات أو أدوية معروفة لجميع الأمراض المذكورة أعلاه. ومع ذلك، اعتبارًا من عام 2017، يعمل الباحثون حاليًا على اكتشاف علاجات باستخدام زراعة الخلايا الجذعية لظهارة الصباغ الشبكي. [ 7 ]

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000167995 Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000037418 Ensembl ، مايو 2017
  3. "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. 1 2 "جين إنتريز: BEST1 بيستروفين 1" .
  6. 1 2 3 كونزيلمان ك (سبتمبر 2015). "TMEM16، LRRC8A، بيستروفين: قنوات الكلوريد التي يتحكم بها الكالسيوم (Ca2+) وحجم الخلية". مراجعة. اتجاهات في العلوم البيوكيميائية . 40 (9): 535-43 . doi : 10.1016/j.tibs.2015.07.005 . PMID 26254230 . 
  7. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ٦ ٧ ٨ ٩ ١٠ ١١ ١٢ ١٣ جونسون إيه إيه، غوزيويتش كي إي، لي سي جيه، كالاثور آر سي، بوليدو جيه إس، مارمورستين إل واي، مارمورستين إيه دي (يناير ٢٠١٧). " بيستروفين ١ وأمراض الشبكية" . مراجعة. التقدم في أبحاث الشبكية والعين . ٥٨ : ٤٥-٦٩ . doi : 10.1016/j.preteyeres.2017.01.006 . PMC ٥٦٠٠٤٩٩. PMID ٢٨١٥٣٨٠٨ .  
  8. إسومي ن، كاتشي س، كامبوتشيارو ب أ، زاك د ج (يناير 2007). "يتطلب مُحفِّز VMD2 موقعين متجاورين من نوع E-box لكي يعمل في الجسم الحي، ويتم تنظيمه بواسطة عائلة MITF-TFE" . بحث أولي. مجلة الكيمياء البيولوجية . 282 (3): 1838-1850 . doi : 10.1074/jbc.M609517200 . PMID 17085443 . 
  9. هوك كيه إس، شليغل إن سي، إيشهوف أو إم، ويدمر دي إس، بريتوريوس سي، إينارسون إس أو، فالغيرسدوتير إس، بيرغستينسدوتير كيه، شيبسكي إيه، دومر آر، شتاينغريمسون إي (ديسمبر 2008). "تحديد أهداف جديدة لـ MITF باستخدام استراتيجية مصفوفة الحمض النووي الدقيقة ثنائية الخطوات" . بحث أولي. مجلة أبحاث الخلايا الصبغية والورم الميلانيني . 21 (6): 665-76 . doi : 10.1111/j.1755-148X.2008.00505.x . PMID 19067971. S2CID 24698373 .  
  10. 1 2 3 4 5 6 7 شتراوس، أو.، نويسرت، ر.، مولر، س.، ميلينكوفيتش، ف.م. (2012). "وظيفة سيتوبلازمية محتملة لبيستروفين-1". أمراض تنكس الشبكية . مراجعة. التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء. المجلد 723. الصفحات 603-10 . doi : 10.1007/978-1-4614-0631-0_77 . ISBN   978-1-4614-0630-3PMID 22183384 
  11. هارتزل إتش سي، كو زد، يو كيه، شياو كيو، تشين إل تي (أبريل 2008). "الفيزيولوجيا الجزيئية للبيستروفينات: بروتينات غشائية متعددة الوظائف مرتبطة بمرض بيست واعتلالات الشبكية الأخرى". مراجعة. المراجعات الفيزيولوجية . 88 (2): 639-72 . doi : 10.1152/physrev.00022.2007 . PMID 18391176 . 
  12. 1 2 3 4 شياو كيو، هارتزل إتش سي، يو كيه (يوليو 2010). "البيستروفينات واعتلالات الشبكية" . مراجعة. أرشيف بفلوغر . 460 (2): 559-69 . doi : 10.1007/ s00424-010-0821-5 . PMC 2893225. PMID 20349192 .  
  13. أولاف إس، مولر سي، رايشارت إن، تام إي آر، غوميز إن إم (2014). "دور بيستروفين-1 في إشارات الكالسيوم داخل الخلايا " . في: آش جيه، غريم سي، هوليفيلد جي جي، أندرسون آر إي، لافيل إن إم، ريكمان سي بي (محررون). أمراض التنكس الشبكي: الآليات والعلاج التجريبي . مراجعة. التقدم في الطب التجريبي وعلم الأحياء. المجلد 801. نيويورك: سبرينغر. الصفحات 113-119 . doi : 10.1007/978-1-4614-3209-8_15 . ISBN   978-1-4614-3209-8PMID 24664688 
  14. أرورا، ر. وآخرون (2016). "اعتلال الشبكية أحادي الجانب المرتبط بجين BEST1" . المجلة الأمريكية لطب العيون . 169 : 24-32 . doi : 10.1016/j.ajo.2016.05.024 . PMC 5016077 .  
  15. 1 2 ليندامولاج، سونيث دايان. "أول تقرير حالة عن مرض بيست أحادي الجانب من سريلانكا" . فيجشير . فيجشير . تم الاسترجاع في 19 يناير 2026 .
  16. ليندامولاج، سونيث دايان (2025). "الصمت الفطري المعزز (AIS): إطار مفاهيمي لأمراض الشبكية الوراثية" . فيجشير . فيجشير . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يناير 2026 .

للمزيد من القراءة

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .