إنترنكسين

إنترنكسين ، أو ألفا-إنترنكسين ، هو خيط وسيط من الفئة الرابعة تقريبًايبلغ وزن هذا البروتين 66 كيلو دالتون  . وقد تم تنقيته في الأصل من العصب البصري والحبل الشوكي للفئران. [ 1 ] يُنقى هذا البروتين مع وحدات فرعية أخرى من الخيوط العصبية ، كما كان الحال عند اكتشافه، إلا أنه في بعض الخلايا العصبية الناضجة قد يكون الخيط العصبي الوحيد المُعبر عنه. يتواجد هذا البروتين في الخلايا العصبية النامية وفي الجهاز العصبي المركزي للبالغين. وهو مكون رئيسي لشبكة الخيوط المتوسطة في الخلايا العصبية البينية الصغيرة وخلايا الحبيبات المخيخية ، حيث يتواجد في الألياف المتوازية.

بناء

يحتوي بروتين ألفا-إنترنيكسين على نطاق قضيب مركزي متماثل يتكون من حوالي 310 من الأحماض الأمينية، ويُشكل منطقة حلزونية ألفا محفوظة للغاية . يُعد نطاق القضيب المركزي مسؤولاً عن بنية اللولب المزدوج، ويُحيط به طرف أميني في منطقة الرأس وطرف كربوكسيلي في منطقة الذيل . [ 2 ] كما يُشارك نطاق القضيب هذا في بنية تجميع الخيوط التي يبلغ قطرها 10 نانومتر. تحتوي منطقتا الرأس والذيل على أجزاء متماثلة للغاية مع بنية NF-M. [ 1 ] تتميز منطقة الرأس بقاعديتها العالية، وتحتوي على العديد من بوليمرات السيرين والثريونين ، بينما تحتوي منطقة الذيل على أنماط تسلسلية مميزة، مثل منطقة غنية بالغلوتامات. [ 3 ] يتكون نطاق ألفا من تكرارات سباعية من بقايا الأحماض الأمينية الكارهة للماء، والتي تُساعد في تكوين بنية اللولب المزدوج . [ 3 ] تُعد بنية بروتين ألفا-إنترنيكسين محفوظة بشكل كبير بين الفئران والجرذان والبشر. [ 1 ] 

تم تلوين مزارع الخلايا العصبية/الدبقية المختلطة من دماغ جنين فأر في اليوم الثامن عشر بعد الولادة باستخدام أجسام مضادة لبروتين ألفا-إنترنيكسين، مما يُظهر باللون الأحمر الزوائد العصبية وأجسام الخلايا. كما تم تلوين الخلايا باللون الأخضر للكشف عن بروتين كورونين 1أ، وهو مؤشر للخلايا الدبقية الصغيرة.

يستطيع بروتين ألفا-إنترنيكسين تكوين بوليمرات متجانسة ، على عكس البوليمر غير المتجانس الذي تُشكّله الخيوط العصبية . يشير هذا التكوين إلى أن بروتين ألفا-إنترنيكسين والخيوط العصبية الثلاثة تُشكّل أنظمة خيوط منفصلة. [ 4 ] لا يقتصر دور بروتين ألفا-إنترنيكسين على تكوين بوليمرات متجانسة فحسب، بل يُشكّل أيضًا شبكة من الخيوط الممتدة في غياب بروتينات الخيوط المتوسطة الأخرى، ويتجمع بكفاءة مع أي وحدة فرعية من النوع الرابع أو الثالث، في المختبر. [ 1 ] في دراسة تشينغ وآخرون، تم اقتراح نموذج لتجميع الخيوط المتوسطة. يتضمن هذا النموذج الخطوات التالية:

  • الخطوة 1 : في الخطوة الأولى من تجميع الخيوط المتوسطة، تشكل سلسلتان متوازيتان وغير متداخلتين من عديدات الببتيد للخيوط المتوسطة ثنائيًا عبر نطاقاتهما الحلزونية ألفا ؛ يمكن أن تكون هذه الثنائيات إما ثنائيات متجانسة أو ثنائيات غير متجانسة .
  • الخطوة 2 : قد تتحد الثنائيات بشكل جانبي لتشكيل رباعيات متوازية مضادة وغير متداخلة أو رباعيات متوازية مضادة ومتداخلة.
  • الخطوة 3 : قد ترتبط الثنائيات أيضًا بشكل طولي مع تداخل قصير من الرأس إلى الذيل لمجالات القضيب الحلزوني ألفا.
  • الخطوة 4 : تؤدي هذه الارتباطات الجانبية والطولية إلى تكوين الألياف الأولية (الثمانيات) وفي النهاية إلى  خيوط وسيطة بطول 10 نانومتر. [ 5 ]

إن العلاقة الوثيقة بين بروتينات الخيوط العصبية الثلاثية وبروتين ألفا-إنترنيكسين واضحة تمامًا. فبروتين ألفا-إنترنيكسين يعتمد وظيفيًا على بروتينات الخيوط العصبية الثلاثية. [ 4 ] إذا تم حذف جينيًا NF-M و/أو NF-H في الفئران، فإن نقل بروتين ألفا-إنترنيكسين ووجوده في محاور الجهاز العصبي المركزي سينخفض ​​بشكل كبير. ولا يقتصر التشابه على وظائفها فحسب، بل إن معدلات دورانها متقاربة أيضًا بين البروتينات الأربعة. [ 4 ]

الوظيفة والتعبير

يُعبَّر عنه في المراحل المبكرة من نمو الخلايا العصبية الأولية جنبًا إلى جنب مع بروتين ألفا-إنترنيكسين وبروتين بريفيرين . ومع استمرار النمو إلى خلايا عصبية، تُعبَّر بروتينات الخيوط العصبية الثلاثية (NF-L: الخيوط العصبية ذات الكتلة الجزيئية المنخفضة ، وNF-M: الخيوط العصبية ذات الكتلة الجزيئية المتوسطة، وNF-H: الخيوط العصبية ذات الكتلة الجزيئية العالية) بترتيب تصاعدي للكتلة الجزيئية مع انخفاض تعبير بروتين ألفا-إنترنيكسين. [ 3 ] في مرحلة الخلايا العصبية الأولية من النمو، يوجد بروتين ألفا-إنترنيكسين في الأنبوب العصبي والخلايا العصبية الأولية المشتقة من العرف العصبي.

في الخلايا البالغة ، يُعبر عن بروتين ألفا-إنترنيكسين بكثرة في الجهاز العصبي المركزي ، في سيتوبلازم الخلايا العصبية، إلى جانب بروتينات الخيوط العصبية الثلاثية. ويتم التعبير عنها بنسبة قياسية ثابتة نسبياً بالنسبة للخيوط العصبية. [ 4 ]

يُعدّ ألفا-إنترنيكسين خيطًا موجودًا في الدماغ والجهاز العصبي المركزي، ويشارك في نمو الخلايا العصبية ، وقد أشارت الدراسات إلى دوره في نمو المحاور العصبية . ويُعبّر عن بروتينَي جيفيلتين وزيفيلتين، وهما نظيران لألفا-إنترنيكسين في سمك الزيبرا وضفدع زينوبوس ليفيس على التوالي، بكثافة عالية أثناء نمو الشبكية وتجديد محاور العصب البصري ، مما عزز التكهنات حول وجود صلة محتملة بين ألفا-إنترنيكسين ونمو المحاور العصبية. [ 1 ] وبناءً على هذه التكهنات، أُجريت دراسات لتطوير فهم أعمق لهذه العلاقة. ومن خلال دراسات تعطيل الجينات في الفئران، لم يُظهر تثبيط ألفا-إنترنيكسين أي تأثير واضح على نمو الجهاز العصبي، مما يُشير إلى أن نمو المحاور العصبية لا يتأثر به. ومع ذلك، لم تستبعد هذه الدراسة وجود اختلافات دقيقة قد يكون هذا البروتين قد تسبب بها. [ 4 ] لم يقتصر ارتباط بروتين ألفا-إنترنيكسين بنمو المحاور العصبية فحسب، بل قد ينظم أيضًا استقرار المحاور أو قطرها من خلال تغييرات في الخيوط وتكوين وحداتها الفرعية . [ 1 ] كما يُحتمل أن يشارك الإنترنيكسين في الحفاظ على الأشواك التغصنية أو تكوينها. [ 4 ] وقد طُرحت العديد من التساؤلات حول وظيفة بروتين ألفا-إنترنيكسين، ولكن لا يوجد حاليًا دليل قاطع يدعم هذه التكهنات أو ينفيها بشكل كامل.

ارتباطات الأمراض

كما ثبت تورط بروتين ألفا-إنترنيكسين في العديد من الأمراض التنكسية، مثل مرض الزهايمر ، والتصلب الجانبي الضموري ، والخرف المصاحب لأجسام ليوي ، ومرض باركنسون ، والاعتلالات العصبية ، والشلل التشنجي الاستوائي (وهو اعتلال نخاعي مرتبط بفيروس HTLV-1 ). في اعتلال النخاع المرتبط بفيروس HTLV-1، يتفاعل بروتين Tax ، وهو مُنشِّط نسخ يُعبَّر عنه بواسطة فيروس HTLV-1، مع بروتين ألفا-إنترنيكسين في مزارع الخلايا، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في تنشيط Tax وتكوين الخيوط المتوسطة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 6 ليفاساسور إف، تشو كيو، وجوليان جيه بي. لا حاجة إلى ألفا-إنترنيكسين لتطور الجهاز العصبي وللنمو الشعاعي للمحاور العصبية. أبحاث الدماغ الجزيئية. 69:104-112. (1999).
  2. لاريفيير، ر. وجيه بي جوليان. وظائف الخيوط المتوسطة في نمو الخلايا العصبية وأمراضها. مجلة علم الأحياء العصبي. 58(1): 131-48. (2004).
  3. 1 2 3 رقم الكتالوج: CPCA-a-Int: جسم مضاد متعدد النسائل من الدجاج ضد ألفا-إنترنيكسين. شركة إنكور للتكنولوجيا الحيوية، 2011.
  4. 1 2 3 4 5 6 دوبري، ب. وباولين، د. ما الذي يمكن تعلمه من تنظيم جينات الخيوط المتوسطة في جنين الفأر؟ المجلة الدولية لعلم الأحياء التنموي. 39: 443-457. (1995).
  5. تشينغ جي و ر. ليم. تحليل أدوار نطاقات الرأس لبروتينات الخيوط المتوسطة العصبية من النوع الرابع في الفئران في تجميع الخيوط باستخدام البروتينات الكيميرية ذات النطاقات المتبادلة . مجلة علوم الخلية. 112:2233-2240. (1999).