PTPRT

إنزيم فوسفاتاز البروتين التيروزيني من النوع المستقبل T هو إنزيم يتم ترميزه في البشر بواسطة جين PTPRT . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

يُعرف جين PTPRT أيضًا باسم PTPrho وPTPρ والمنطقة البشرية المتسارعة 9. المناطق البشرية المتسارعة هي 49 منطقة في الجينوم البشري محفوظة بين الفقاريات، ولكنها في البشر تُظهر اختلافًا كبيرًا عن الفقاريات الأخرى. لذلك، ربما لعبت هذه المنطقة دورًا رئيسيًا في تمييز البشر عن القردة العليا. ^{[ 8 ]}

البروتين الذي يُشفّره هذا الجين هو أحد أفراد عائلة فوسفاتاز التيروزين البروتيني (PTP). من المعروف أن فوسفاتازات التيروزين البروتيني جزيئات إشارة تُنظّم مجموعة متنوعة من العمليات الخلوية، بما في ذلك نمو الخلايا، وتمايزها، ودورة الانقسام الخلوي، والتحوّل السرطاني . وقد اقتُرح أن لـ PTPrho دورًا في نمو الجهاز العصبي ، كما يُعتقد أنه يعمل كمثبط للأورام في السرطان .

يحتوي هذا البروتين الفوسفاتيزي البروتيني (PTP) على منطقة خارج خلوية، ومنطقة غشائية واحدة، ونطاقين تحفيزيين داخل خلويين متتاليين، وبالتالي فهو يُمثل بروتين فوسفاتيزي بروتيني من نوع المستقبلات (RPTP). تحتوي المنطقة خارج الخلوية على نطاق مستضد مبرين-A5-PTPmu (MAM)، ونطاق واحد شبيه بالغلوبولين المناعي، وأربعة تكرارات شبيهة بالفيبرونيكتين من النوع الثالث. يُعد PTPrho عضوًا في العائلة الفرعية R2B من بروتينات RPTP، والتي تشمل أيضًا بروتينات RPTP مثل PTPmu ( PTPRM )، وPTPkappa ( PTPRK )، وPCP-2 ( PTPRU ). وقد أظهرت مقارنة تسلسلات الحمض النووي المكمل (cDNA) لـ R2B أن PTPmu هو الأقرب صلةً بـ PTPrho. ^{[ 9 ]} يخضع PTPrho لعملية التضفير البديل. ^{[ 9 ] [ 10 ]} وقد وُصفت عملية التضفير البديل للإكسونات 14 و16 و22a لـ PTPrho (PTPRT). ^{[ 10 ]} تم الإبلاغ عن نوعين من النسخ الجينية المتغايرة الناتجة عن التضفير البديل لهذا الجين، واللذان يشفران بروتينات مختلفة. ^{[ 7 ]} يشفر الشكل الأول البروتين الأكبر حجمًا. أما الشكل الثاني فيفتقر إلى منطقة من النطاق خارج الخلوي بين نطاق FNIII الرابع والنطاق عبر الغشائي، وكذلك في النطاق المجاور للغشاء. ^{[ 7 ]}

يُساهم بروتين PTPrho في الالتصاق الخلوي المتجانس، أي أنه عندما يتفاعل مع جزيء مماثل على خلية مجاورة، فإنه يحفز الخلايا على الارتباط أو الالتصاق ببعضها البعض. ^{[ 11 ]} لا يرتبط PTPrho بأفراد آخرين من نفس العائلة الفرعية لتكوين تجمعات خلوية، على غرار أفراد آخرين من عائلة R2B الفرعية. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يُعد نطاق MAM، ونطاق Ig، ونطاقات الفيبرونيكتين III الأربعة لبروتين PTPrho ضرورية لتجمع الخلايا. ^{[ 11 ] [ 12 ]} يُعد PTPrho أكثر بروتينات RPTP عرضةً للطفرات في سرطانات القولون والرئة والجلد والمعدة. ^{[ 13 ]} تحدث العديد من الطفرات الملاحظة في السرطان في النطاق خارج الخلوي لبروتين PTPrho، مما يشير إلى أن خلل تجمع الخلايا قد يُساهم في قدرة هذه الطفرات على إحداث الأورام. ^{[ 13 ]} عند هندسة بروتينات PTPrho بطفرات نقطية مختلفة مُلاحظة في السرطان، ثم التعبير عنها في خلايا Sf9 غير الملتصقة، لا تُحفز هذه الخلايا مستويات مماثلة من تجمع الخلايا كما في بروتين PTPrho الطبيعي، مما يُثبت أن الطفرات الملاحظة في السرطان هي طفرات فقدان وظيفة . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يُعتبر النطاق التحفيزي الأول لبروتينات RPTP من النوع R2B هو نطاق الفوسفاتاز النشط، بينما يُعتقد أن نطاق الفوسفاتاز الثاني غير نشط. ^{[ 14 ]} مع ذلك، تؤدي الطفرات في نطاق الفوسفاتاز الثاني لبروتين PTPrho إلى انخفاض نشاط الفوسفاتاز الخاص به. ^{[ 13 ]} كما أن حذف نطاق فوسفاتاز التيروسين الثاني في خلايا سرطان القولون والمستقيم يُقلل من النشاط التحفيزي لبروتين PTPrho، مما يُؤكد مجددًا أن نطاق الفوسفاتاز الثاني لبروتين PTPrho يُنظم النشاط التحفيزي، سواءً بشكل مباشر أو غير مباشر. ^{[ 15 ]}

قد تُنظَّم الفعالية التحفيزية لـ PTPrho أيضًا عن طريق فسفرة التيروزين في نطاق الوتد الخاص بنطاق فوسفاتاز التيروزين الأول على التيروزين 912 بواسطة كيناز التيروزين Fyn. ^{[ 16 ]} تؤدي فسفرة التيروزين Y912 إلى زيادة تعدد وحدات PTPrho، على الأرجح في الوضع cis، مع جزيئات PTPrho أخرى. بناءً على تحليل بنية البلورة والنمذجة، يُفترض أن نطاق الوتد المفسفر يندمج في النطاق التحفيزي لجزيء PTPrho مجاور، مما يؤدي إلى تعطيله. ^{[ 16 ]} وقد اقتُرحت هذه الآلية أيضًا لتنظيم الفعالية التحفيزية لـ RPTPalpha. ^{[ 17 ]} تشير البنى البلورية لـ PTPmu وLAR إلى آلية مختلفة لتنظيم فعاليتهما التحفيزية، حيث تكون هذه البروتينات الفوسفاتية في هيئة مفتوحة ونشطة عند تكوينها ثنائيًا. ^{[ 18 ]}

تشير دراسة المناطق غير المترجمة 5' من الحمض النووي المكمل (cDNA) لـ PTPrho (PTPRT) إلى وجود عدد من التسلسلات المتفق عليها لمواقع ارتباط عوامل النسخ، بما في ذلك تلك الخاصة بـ AP-2 و c-Myb و NF-1 و sox-5 و Sp-1 و Oct-1 و CdxA و C/EBP و En-1 و GATA-1 و GATA-2 و GKLF و HoxA3 و Ik-2 و Msx-1 و Pax-4 و SRY. ^{[ 9 ]}

يُعد عامل النسخ المُثبِّط RE1 ( REST) ​​مثبطًا للنسخ يرتبط بعنصر التعرف على الحمض النووي REST (RE-1) في منطقة 5'UTR . كشف فحص التغيرات الجينية أحادية النوكليوتيد ضمن مناطق ارتباط REST في تسلسلات الحمض النووي عن تعدد أشكال في عنصر RE-1 لبروتين PTPrho (PTPRT). من شأن هذا التعدد أن يُقلل من نشاط مثبط REST، مما قد يؤدي إلى زيادة التعبير عن بروتين PTPrho (PTPRT) في الخلايا التي تحمل هذا التعدد. ^{[ 19 ]}

يُعدّ PTPrho أكثر أنواع RPTP عرضةً للطفرات في سرطانات القولون والرئة والجلد والمعدة. ^{[ 13 ]} يُظهر تقييم الطفرات السيتوبلازمية المُلاحظة في PTPrho في السرطان أنها جميعًا تُقلّل من النشاط التحفيزي، حتى الطفرات الموجودة في النطاق التحفيزي الثاني. ^{[ 13 ]} وقد أُثير جدلٌ حول تواتر الطفرات في نطاق فوسفاتاز التيروسين السيتوبلازمي لـ PTPrho في السرطان. ^{[ 20 ]} لوحظ فرط مثيلة مُحفّز PTPrho (PTPRT) في سرطان القولون والمستقيم مقارنةً بالعينات الضابطة، مما يُشير إلى آلية أخرى قد تُقلّل من وظيفة PTPrho في السرطان، في هذه الحالة عن طريق التثبيط اللاجيني. ^{[ 21 ]}

يُلاحظ ارتفاع مستوى بروتين PTPrho في عينات أورام الثدي الإيجابية لمستقبلات الإستروجين ألفا مقارنةً بعينات الأورام السلبية لمستقبلات الإستروجين ألفا. ^{[ 22 ]} قام الباحثون بتقييم 560 جينًا مختارًا باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي العكسي في الوقت الحقيقي (RT-PCR) في الأنسجة الإيجابية لمستقبلات الإستروجين ألفا، وقارنوها بالأنسجة السلبية لمستقبلات الإستروجين ألفا، ووجدوا أن بروتين PTPrho (PTPRT) يرتفع مستواه في الأنسجة الإيجابية لمستقبلات الإستروجين ألفا، مما يشير إلى دور غير كابح للأورام لبروتين PTPrho. ^{[ 22 ]}

يُعبَّر عن mRNA الخاص بـ PTPrho (PTPRT) في الجهاز العصبي النامي. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 23 ]} ويُلاحَظ تعبيره لأول مرة في المرحلة 25 في أجنة الضفدع Xenopus في الحويصلات البصرية النامية وفي الخلايا العصبية الحركية والخلايا العصبية البينية الناشئة في الحبل الشوكي. ^{[ 23 ]} في المرحلة 35/36، يُلاحَظ تعبير PTPrho (PTPRT) في الطبقة النووية الخارجية، أو طبقة المستقبلات الضوئية، وفي الطبقة النووية الداخلية (INL) للشبكية العصبية . ينخفض ​​مستوى نسخ PTPrho (PTPRT) في المستقبلات الضوئية ويزداد في الطبقة النووية الداخلية، وبحلول المرحلة 41، يقتصر على الطبقة النووية الداخلية فقط. ^{[ 23 ]} كما لُوحظت نسخ PTPrho (PTPRT) في القشرة الدماغية النامية والبصلات الشمية. ^{[ 6 ]}

يُعبَّر عن بروتين PTPrho (PTPRT) في مجموعة فرعية محددة جدًا من الخلايا العصبية في قشرة المخيخ بعد الولادة ، وتحديدًا في طبقة الخلايا الحبيبية. وبالتحديد، يُعبَّر عن بروتين PTPrho (PTPRT) في الخلايا الحبيبية بعد الهجرة في الفصوص من 1 إلى 6 من المخيخ. ^{[ 5 ]}

في البالغين، يُعبَّر عن بروتين PTPrho حصريًا في الجهاز العصبي المركزي، ويتمركز في المشابك العصبية بين الخلايا العصبية. ^{[ 16 ]} يؤدي الإفراط في التعبير عن الشكل الطبيعي والطفرات غير النشطة تحفيزيًا من PTPrho إلى زيادة عدد المشابك العصبية المثيرة والمثبطة في الخلايا العصبية المستزرعة في المختبر. بينما يؤدي تثبيط التعبير عن PTPrho إلى انخفاض عدد المشابك العصبية في الخلايا العصبية المستزرعة. يتفاعل PTPrho في نفس الموقع مع المجالات خارج الخلوية للنيوروليغينات والنيوركسينات في المشابك العصبية. ^{[ 16} ] يُفسفر PTPrho على التيروزين 912 في المنطقة الإسفينية لمجاله التحفيزي الأول بواسطة كيناز التيروزين Fyn . يُضعف الفسفرة في هذا الموقع تكوين المشابك العصبية في الخلايا العصبية المستزرعة ^. عندما يُفسفر بروتين PTPrho بواسطة Fyn، يبدو أنه يُشكّل تجمعات متجانسة، على الأرجح في نفس الموقع (cis)، مما يُقلل من ارتباطه بالنيوروليجينات والنيوريكسينات. يُفترض أن انخفاض التفاعلات في نفس الموقع مع النيوروليجينات والنيوريكسونات يؤدي في النهاية إلى انخفاض تكوين المشابك العصبية. ^{[ 16 ]}

كما ثبت أن نشاط PTPrho ضروري لنمو التغصنات العصبية . وقد وُجد أنه ينظم تشعب التغصنات عن طريق إزالة الفوسفات من التيروزين 177 لبروتين منطقة مجموعة نقاط الانقطاع (BCR) . ^{[ 24 ]}

يرتبط بروتين PTPrho بأفراد عائلة الكادهيرين والكاتينين من جزيئات الالتصاق الخلوي ، كما يتضح من اختبارات سحب البروتين المدمج مع GST باستخدام متجانس الدماغ. وباستخدام هذه التقنية، حدد الباحثون أن PTPrho يتفاعل مع ألفا-أكتينين ، وألفا-كاتينين ، وبيتا- كاتينين ، وجاما-كاتينين/ بلاكوغلوبين ، و p120 كاتينين ، وديسموجلين ، وإي-كادهيرين ، وإن-كادهيرين ، وفي إي-كادهيرين . ^{[ 25 ]} وقد تمكن بروتين PTPrho المدمج مع GST من النوع البري النقي من إزالة الفوسفات من إي-كادهيرين وp120 كاتينين اللذين تم ترسيبهما مناعيًا من سلالة خلايا بيتا البنكرياسية MIN6-m9. يشير هذا إلى أن هذه البروتينات تُعد ركائز لبروتين PTPrho. ^{[ 25 ]}

يقوم PTPrho أيضًا بإزالة الفوسفات من بروتين BCR . ^{[ 24 ]} وقد تبين أن قدرة PTPrho على إزالة الفوسفات من BCR لها عواقب وظيفية على التطور الطبيعي لتشعبات الخلايا العصبية.

يقوم بروتين PTPrho بإزالة الفوسفات من STAT3 ، وهو ناقل الإشارة ومنشط النسخ 3، على التيروزين 705، وهو حمض أميني بالغ الأهمية لتنشيط STAT3. ^{[ 15 ]} تؤدي إزالة الفوسفات بواسطة PTPrho في خلايا سرطان القولون والمستقيم إلى انخفاض في المستوى الكلي لنسخ الجينات المستهدفة لـ STAT3، وهما Bcl-XL وSOCS3. وبالمثل، فإن التعبير عن PTPrho من النوع البري يقلل من قدرة STAT3 على الانتقال إلى النواة، حيث يحتاج إلى التمركز ليعمل كعامل نسخ. ^{[ 15 ]}

يقوم بروتين PTPrho أيضًا بإزالة الفوسفات من الباكسيلين على التيروزين 88. ^{[ 26 ]} وتُلاحظ مستويات أعلى من فسفرة التيروزين 88 للباكسيلين في سرطانات القولون. وعندما تُهندس خلايا سرطان القولون للتعبير عن شكل متحور من الباكسيلين غير قادر على فسفرة التيروزين، وهو متحور الباكسيلين Y88F، تُظهر هذه الخلايا انخفاضًا في قدرتها على تكوين الأورام. وهذا يشير إلى أن بروتين PTPrho قد يعمل كبروتين كابح للأورام من خلال تنظيم فسفرة الباكسيلين. ^{[ 26 ]}

وقد ثبت أن بروتين PTProho يتفاعل مع:

• ألفا-أكتينين ^{[ 25 ]}
• ألفا-كاتينين ^{[ 25 ]}
• بيتا-كاتينين ^{[ 25 ]}
• بروتين منطقة تكتل نقطة الانقطاع (BCR) ^{[ 24 ]}
• ديسموجلين ^{[ 25 ]}
• إي-كاديرين ^{[ 25 ]}
• فين ^{[ 16 ]}
• إن-كاديرين ^{[ 25 ]}
• غاما-كاتينين ^{[ 25 ]}
• p120-catenin ^{[ 25 ]}
• باكسيلين ^{[ 26 ]}
• نيوروليجين ^{[ 16 ]}
• نيوركسين ^{[ 16 ]}
• STAT3 ^{[ 15 ]}
• VE-cadherin /Cadherin-5 ^{[ 25 ]}