كيناز مرتبط بالإنترغرين

إنزيم الكيناز المرتبط بالإنترغرين هو إنزيم يُشفَّر في البشر بواسطة جين ILK، وهو مسؤول عن نقل الإشارات بوساطة الإنترغرين . ترتبط الطفرات في جين ILK باعتلالات عضلة القلب. [ 5 ] [ 6 ] وهو بروتين يبلغ وزنه الجزيئي 59 كيلو دالتون، وقد تم التعرف عليه لأول مرة من خلال فحص ثنائي التفاعل في الخميرة باستخدام الإنترغرين β1 كبروتين طُعم. [ 7 ] منذ اكتشافه، ارتبط ILK بالعديد من الوظائف الخلوية ، بما في ذلك هجرة الخلايا وتكاثرها والتصاقها . 

الكينازات المرتبطة بالإنترغرين (ILKs) هي عائلة فرعية من كينازات Raf-like (RAF). يتكون تركيب ILK من ثلاثة عناصر: خمسة تكرارات أنكيرين في الطرف الأميني ، ونمط ارتباط الفوسفاتيديل إينوزيتول ، والطرف الأميني الأقصى للنطاق التحفيزي للكيناز . [ 8 ] تفتقر الإنترغرينات إلى النشاط الإنزيمي وتعتمد على بروتينات محولة للإشارة إلى البروتينات. [ 8 ] يرتبط ILK بالنطاقات السيتوبلازمية للإنترغرين بيتا-1 وبيتا-3، وهو من أكثر الإنترغرينات دراسةً. [ 9 ] على الرغم من وصفه لأول مرة ككيناز سيرين/ثريونين بواسطة هانيغان، [ 7 ] إلا أن أنماطًا مهمة من كينازات ILK لا تزال غير معروفة. [ 9 ] يُعتقد أن لـ ILK دورًا في تنظيم النمو والحفاظ على توازن الأنسجة ، ومع ذلك فقد وُجد أن نشاط ILK ليس ضروريًا لتنظيم هذه العمليات في الذباب والديدان والفئران. [ 9 ]

ارتبطت بروتينات ILK الحيوانية بمركب pinch-parvin الذي يتحكم في نمو العضلات. [ 9 ] كانت الفئران التي تفتقر إلى ILK مميتة في المرحلة الجنينية بسبب نقص نمو خلايا العضلات المنظم. [ 9 ] في الثدييات، يفتقر ILK إلى النشاط التحفيزي ولكنه يدعم وظائف بروتينات السقالات للالتصاقات البؤرية . [ 9 ] في النباتات، تُرسل بروتينات ILK إشارات إلى مواقع الالتصاق البؤرية. [ 10 ] تحتوي بروتينات ILK في النباتات على جينات ILK متعددة. على عكس الحيوانات التي تحتوي على عدد قليل من جينات ILK، [ 10 ] وُجد أن بروتينات ILK تمتلك خصائص مُسرطنة. تتحكم بروتينات ILK في نشاط فوسفاتازات السيرين/ثريونين. [ 9 ]

الميزات الأساسية

يؤثر نقل إشارات المصفوفة خارج الخلوية عبر الإنتغرينات على الوظائف داخل الخلوية وخارجها، ويبدو أنه يتطلب تفاعل النطاقات السيتوبلازمية للإنتغرين مع البروتينات الخلوية. يتفاعل كيناز الإنتغرين المرتبط (ILK) مع النطاق السيتوبلازمي للإنتغرين بيتا-1. وقد تم العثور على العديد من المتغيرات النسخية الناتجة عن التضفير البديل والتي تشفر نفس البروتين لهذا الجين. [ 11 ] أظهرت نتائج حديثة أن نطاق الكيناز الطرفي C هو في الواقع كيناز زائف ذو وظيفة محولة. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

في عام 2008، تم اكتشاف أن ILK يتمركز في الجسيم المركزي وينظم تنظيم المغزل الانقسامي . [ 15 ]

ثبت أن الكيناز المرتبط بالإنترغرين يتفاعل مع:

وظيفة بروتين ILK1 النباتي

تؤدي بروتينات ILK وظيفتها من خلال التفاعل مع العديد من المستقبلات عبر الغشائية لتنظيم مسارات الإشارات المختلفة. [ 7 ] وقد وُجد بروتين ILK1 في الجهاز الجذري لمعظم النباتات، حيث يتواجد على الغشاء البلازمي والشبكة الإندوبلازمية ، وينقل الأيونات عبر الغشاء البلازمي. [ 10 ] يُعدّ بروتين ILK1 مسؤولاً عن التحكم في الإجهاد الأسموزي والملحي، والتحكم في امتصاص العناصر الغذائية بناءً على توافرها، والكشف عن مسببات الأمراض. [ 23 ]

الإجهاد الأسموزي والملحي

يرتبط بروتين ILK1 بحساسية الإجهاد الأسموزي العالي. [ 23 ] وقد قلل ILK1 من الإجهاد الملحي في الشتلات الموضوعة في محلول ذي تركيزات ملحية مرتفعة. [ 10 ] وتبقى تركيزات ILK1 ثابتة نسبيًا طوال فترة النمو بغض النظر عن التعرض لتركيزات ملحية عالية. [ 23 ] سابقًا، كان يُعتقد أن تراكم أيونات البوتاسيوم (K +) ينخفض ​​مع زيادة تركيز الملح. [ 24 ] إلا أن توازن أيونات البوتاسيوم لا يتأثر في التركيزات الملحية العالية. وخلال فترات الإجهاد الملحي العالي، حافظت تركيزات أيونات البوتاسيوم في وجود ILK1 على مستواها الطبيعي. ويُعد نقل البوتاسيوم ضروريًا لتثبيط نمو جذور flg22، وقد تأثر نقل البوتاسيوم بوجود flg22. [ 23 ]

تؤثر مستويات البوتاسيوم على تنشيط الببتيد flg22، وهو ببتيد فلاجيلين يتكون من 22 حمضًا أمينيًا، ويحفز الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs). تعمل هذه الأنماط عن طريق تنشيط منظمات نظام الإنذار البكتيري ضد مسببات الأمراض. [ 23 ] [ 25 ] كما تأثرت مستويات تركيز أيونات المنغنيز (Mn²⁺ ) ، والمغنيسيوم (Mg²⁺ )، والكبريت (S)، والكالسيوم (Ca²⁺ ) بعد تنشيط منظمات الأنماط الجزيئية المرتبطة بمسببات الأمراض. [ 23 ]

امتصاص العناصر الغذائية

يُعدّ البوتاسيوم (K + ) مسؤولاً عن تنظيم الضغط الأسموزي، والحفاظ على جهد غشاء الخلية ، وضغط الامتلاء في الخلايا النباتية، مما يُسهم بدوره في حركة الثغور ونمو الأنابيب داخل النبات. [ 26 ] ويتحكم البوتاسيوم في عملية التمثيل الضوئي ومسارات أيضية أخرى. [ 26 ] وعندما لا يتم امتصاص كمية كافية من البوتاسيوم ، يتم تنشيط أنماط جزيئية مرتبطة بمسببات الأمراض (PAMPs). وقد برزت الكالمودولينات، وتحديدًا CML9، كجينات مهمة للتفاعل مع ILK1 وتنظيم مستويات البوتاسيوم داخل الخلية. وبينما يُنظم CML9 بشكل أساسي الكالسيوم (Ca2 +) ، فإنه يرتبط بقناة تدفق K + /Ca2 + لم يتم تحديدها بعد. [ 10 ] وعلى الرغم من وجود تفاعلات معروفة بين CML9 وILK1، إلا أن ILK1 ليس هدفًا مباشرًا لفسفرة CML9. ومع إضافة CML9، يقلّ الفسفرة الذاتية لـ ILK1، بغض النظر عن كمية الكالسيوم المتاحة للامتصاص.

أ) التسلسل الكامل لبروتين نبات الرشاد. ب) البنية ثلاثية الأبعاد لتكرارات ILK. ج) الطرف الأميني باللون الأزرق، والطرف الكربوكسيلي باللون الأحمر. يوضح تتابع العناصر الثانوية. د) تسلسل الأحماض الأمينية لبروتين ILK.

يتأثر إنزيم ILK1 أيضًا بوجود أو غياب أيونات المنجنيز (Mn²⁺ ) . وقد لوحظ حدوث فسفرة ذاتية وفسفرة للركيزة عند التعرض لكل من Mn²⁺ وMg²⁺. وكانت الفسفرة الذاتية لـ ILK1 مرتبطة بجرعة Mn²⁺ ، بينما لم تكن مرتبطة بجرعة Mg²⁺ . وتم العثور على مواقع فسفرة ذاتية محددة لـ ILK في وجود Mn²⁺، ولكن ليس في وجود Mg²⁺ ، مما يدعم فرضية اعتماد الفسفرة على ILK1 المذكورة سابقًا. [ 10 ] وكشف تحليل الطيف الكتلي عدم وجود كينازات أخرى قادرة على تحفيز هذه الاستجابة.

الكشف عن مسببات الأمراض

وُجد أن ILK1 يُعزز مقاومة البكتيريا الممرضة. [ 10 ] يُعد ILK1 ضروريًا لحساسية الشتلات لـ flg22. تمت مقارنة نسخة غير نشطة تحفيزيًا من ILK1 مع نسخ نشطة تحفيزيًا منه لمعرفة مستوى المقاومة عند تعرضها للبكتيريا الممرضة. كانت النباتات المُلقحة بـ ILK1 غير النشط أكثر عرضة للإصابة بالعدوى البكتيرية من تلك المُلقحة بـ ILK1 النشط، مما يُشير إلى أن ILK1 ضروري للكشف عن البكتيريا الممرضة. على الرغم من أن ILK1 يُشارك في الكشف عن البكتيريا الممرضة، إلا أنه لا يُستخدم في آليات الدفاع المُستحثة. [ 23 ]

يزيد ILK1 من استجابة PAMP والمناعة الأساسية عبر فسفرة MPK3 وMPK6، ويعمل بشكل مستقل في إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ( ROS ). كما وُجد أن وسائط امتصاص البوتاسيوم عالية الألفة، مثل HAK5، أساسية في إشارات flg22. [ 23 ] يعمل HAK5 عندما تكون مستويات البوتاسيوم منخفضة. [ 23 ] وقد ثبت أن flg22 يُزيل استقطاب غشاء البلازما الخلوي، حيث يعمل كل من HAK5 وILK1 معًا لتنظيم توازن الأيونات، مما يُساعد في العمليات قصيرة وطويلة الأمد، مثل النمو وكبحه. [ 23 ]

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000166333 Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000030890 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. بروديل أ، رضا زاده س، ويليامز ت، مونسي ن م، ليدتك د، أوه ت، وآخرون (يونيو 2019). " الطفرات في جين ILK، الذي يرمز إلى كيناز مرتبط بالإنترغرين، مرتبطة باعتلال عضلة القلب المُسبب لاضطراب النظم" . البحوث الانتقالية . 208 : 15-29 . doi : 10.1016/j.trsl.2019.02.004 . PMC 7412573. PMID 30802431 .   
  6. كنول ر، بوستل ر، وانغ ج، كراتزنر ر، هينيك ج، فاكارو أ م، وآخرون . (يوليو 2007). "طفرات اللامينين-ألفا 4 والكيناز المرتبط بالإنترغرين تسبب اعتلال عضلة القلب البشري عبر عيوب متزامنة في خلايا عضلة القلب والخلايا البطانية" . سيركوليشن . 116 (5): 515-525 . doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.689984 . PMID 17646580 .  
  7. هانيجان ، جي إي ، ليونج-هاجيستاين، سي، فيتز-جيبون، إل، كوبولينو، إم جي، راديفا، جي، فيلموس، جيه، وآخرون (1996). "تنظيم التصاق الخلايا والنمو المعتمد على الارتكاز بواسطة بروتين كيناز جديد مرتبط ببروتين بيتا 1-إنتغرين". مجلة نيتشر . 379 (6560): 91-96 . Bibcode : 1996Natur.379...91H . doi : 10.1038/379091a0 . PMID 8538749. S2CID 4325637 .   
  8. 1 2 ديدهار إس، ويليامز بي، هانيجان جي (1999). "كيناز مرتبط بالإنترغرين (ILK): منظم لإشارات الإنترغرين وعوامل النمو". اتجاهات في بيولوجيا الخلية . 9 (8): 319-323 . doi : 10.1016/s0962-8924(99)01612-8 . PMID 10407411 . 
  9. 1 2 3 4 5 6 7 ويدماير إم، روجنوني إي، رادوفاناك كيه، أزيميفار إس بي، فاسلر آر (2012). "كيناز مرتبط بـ Integrin في لمحة" . مجلة علوم الخلية . 125 (الجزء 8): 1839-1843 . دوى : 10.1242/jcs.093864 . بميد 22637643 . 
  10. 1 2 3 4 5 6 7 بوبيسكو إس سي، براور إي كيه، ديمليوغلو جي، بوبيسكو جي في (2017). " رؤى حول بنية ووظيفة ومسارات الإشارات التي تتوسطها الأيونات والتي تنقلها كينازات مرتبطة بالإنترغرين النباتي" . فرونتيرز إن بلانت ساينس . 8 376. Bibcode : 2017FrPS....8..376P . doi : 10.3389/fpls.2017.00376 . PMC 5376563. PMID 28421082 .  
  11. "Entrez Gene: ILK integrin-linked kinase" .
  12. لانج أ، ويكستروم س أ، جاكوبسون م، زينت ر، ساينيو ك، فاسلر ر (أكتوبر 2009). "كيناز مرتبط بالإنترغرين هو مُحَوِّل ذو وظائف أساسية أثناء نمو الفأر". نيتشر . 461 ( 7266): 1002-1006 . Bibcode : 2009Natur.461.1002L . doi : 10.1038/nature08468 . PMID 19829382. S2CID 4399882 .  
  13. فوكودا ك، غوبتا س، تشين ك، وو س، تشين ج (ديسمبر 2009). "الموقع شبه النشط لـ ILK ضروري لارتباطه بـ alpha-Parvin وتمركزه في الالتصاقات البؤرية" . الخلية الجزيئية . 36 (5): 819-830 . doi : 10.1016/j.molcel.2009.11.028 . PMC 2796127. PMID 20005845 .  
  14. تشين جيه، وو سي (أكتوبر 2012). "ILK: كيناز زائف في قلب عملية التصاق الخلية بالمصفوفة خارج الخلوية والإشارات الخلوية" . الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية . 24 (5): 607-613 . doi : 10.1016/j.ceb.2012.06.003 . PMC 3467332. PMID 22763012 .  
  15. فيلدينغ إيه بي، دوبريفا آي، ماكدونالد بي سي، فوستر إل جيه، ديدهار إس (فبراير 2008). "كيناز مرتبط بالإنترغرين يتمركز في الجسيم المركزي وينظم تنظيم المغزل الانقسامي" . مجلة بيولوجيا الخلية . 180 (4): 681-689 . doi : 10.1083/jcb.200710074 . PMC 2265580. PMID 18283114 .  
  16. إيوينغ آر إم، تشو بي، إليسما إف، لي إتش، تايلور بي، كليمي إس، وآخرون (2007). " رسم خرائط واسعة النطاق لتفاعلات البروتين-بروتين البشري باستخدام مطياف الكتلة" . بيولوجيا الأنظمة الجزيئية . 3 : 89. doi : 10.1038/msb4100134 . PMC 1847948. PMID 17353931 .   
  17. باري، ف. أ.، وجيبينز، ج. م. (أبريل 2002). "يتم تنظيم بروتين كيناز ب في الصفائح الدموية بواسطة مستقبل الكولاجين جليكوبروتين 6" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 277 (15): 12874-12878 . doi : 10.1074/jbc.M200482200 . PMID 11825911 . 
  18. ديلكومين إم، تان سي، غراي في، رو إل، وودجيت جيه، ديدهار إس (سبتمبر 1998). "تنظيم كيناز سينثاز الجليكوجين 3 وكيناز البروتين B/AKT بواسطة كيناز مرتبط بالإنترغرين، معتمدًا على كيناز فوسفاتيديل إينوزيتول-3-OH" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 95 (19): 11211-11216 . Bibcode : 1998PNAS...9511211D . doi : 10.1073 / pnas.95.19.11211 . PMC 21621. PMID 9736715 .  
  19. بيرساد إس، أتويل إس، غراي في، ماوجي إن، دينغ جيه تي، ليونغ دي، وآخرون . (يوليو 2001). "تنظيم فسفرة سيرين 473 لبروتين كيناز B/Akt بواسطة كيناز مرتبط بالإنترغرين: أدوار حاسمة لنشاط الكيناز والأحماض الأمينية أرجينين 211 وسيرين 343" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 276 (29): 27462-27469 . doi : 10.1074/jbc.M102940200 . PMID 11313365 .  
  20. ليونغ-هاغيستاين سي، ماهيندرا أ، ناروسزويتش آي، هانيغان جي إي (مايو 2001). "تعديل نقل إشارة الإنتغرين بواسطة ILKAP، وهو فوسفاتاز بروتين 2C يرتبط بكيناز الإنتغرين المرتبط، ILK1" . مجلة EMBO . 20 (9): 2160-2170 . doi : 10.1093/ emboj /20.9.2160 . PMC 125446. PMID 11331582 .  
  21. تو واي، لي إف، غويكوتشيا إس، وو سي (مارس 1999). "بروتين PINCH، وهو بروتين LIM-only، يتفاعل مباشرةً مع كيناز مرتبط بالإنترغرين ويتم استقطابه إلى مواقع غنية بالإنترغرين في الخلايا المنتشرة" . علم الأحياء الجزيئي والخلوي . 19 (3): 2425-2434 . doi : 10.1128/mcb.19.3.2425 . PMC 84035. PMID 10022929 .  
  22. تشانغ ي، تشين ك، غو ل، وو س (أكتوبر 2002). "توصيف PINCH-2، وهو بروتين التصاق بؤري جديد ينظم تفاعل PINCH-1-ILK، وانتشار الخلايا، وهجرتها" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 277 (41): 38328-38338 . doi : 10.1074/jbc.M205576200 . PMID 12167643 . 
  23. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 براور إي (يونيو 2016). "إن كيناز ILK1 الشبيه بـ Raf وناقل البوتاسيوم عالي الألفة HAK5 ضروريان للمناعة الفطرية والاستجابة للإجهاد اللاأحيائي" . علم وظائف النبات . 171 (2): 1470-1484 . doi : 10.1104/pp.16.00035 . PMC 4902592. PMID 27208244 .  
  24. أليمان، ف.، نيفيس-كوردونيس، م.، مارتينيز، ف.، روبيو، ف. (2011). "اكتساب البوتاسيوم (K+) في جذور النباتات: نموذج نبات الرشاد (Arabidopsis thaliana)" . علم وظائف النبات والخلايا . 52 (9): 1603-1612 . doi : 10.1093/pcp/pcr096 . hdl : 10261/344341 . PMID 21771865 . 
  25. تشينشيلا د، باور ز، ريجناس م، بولر ت، فيليكس ج (2006). "يرتبط كيناز مستقبلات الأرابيدوبسيس FLS2 بـ flg22 ويحدد خصوصية إدراك الفلاجيلين" . خلية النبات . 18 (2): 465-476 . Bibcode : 2006PlanC..18..465C . doi : 10.1105/tpc.105.036574 . PMC 1356552. PMID 16377758 .  
  26. 1 2 وانغ ي، وو وهـ (أكتوبر 2017). "تنظيم نقل البوتاسيوم وإشاراته في النباتات". الرأي الحالي في بيولوجيا النبات . 39 : 123-128 . Bibcode : 2017COPB...39..123W . doi : 10.1016/j.pbi.2017.06.006 . PMID 28710919 . 

للمزيد من القراءة