የመድሀኒት የወደፊት ህይወት ለአንድ የተወሰነ በሽታ እድገት እና አካሄድ ተጠያቂ በሆኑት የሴል ስርዓቶች ላይ ለግል የተበጁ ዘዴዎች ነው። በዚህ ጉዳይ ላይ ዋናው የሕክምና ዒላማዎች የሴል ሽፋን ፕሮቲኖች ወደ ሴል ቀጥተኛ የሲግናል ስርጭትን የመስጠት ኃላፊነት ያላቸው መዋቅሮች ናቸው. ቀድሞውኑ ዛሬ, ከመድኃኒቶቹ ውስጥ ግማሽ ያህሉ የሴል ሽፋኖች ላይ ተጽእኖ ያሳድራሉ, እና ለወደፊቱ ብዙ ብቻ ይሆናሉ. ይህ መጣጥፍ ከሜምፕል ፕሮቲኖች ባዮሎጂያዊ ሚና ጋር ለመተዋወቅ ያተኮረ ነው።
የሴል ሽፋን መዋቅር እና ተግባር
ከትምህርት ቤት ኮርስ ብዙዎች የሰውነት መዋቅራዊ ክፍል - ሴል አወቃቀሩን ያስታውሳሉ። በህያው ሴል መዋቅር ውስጥ ልዩ ቦታ የሚጫወተው በፕላዝማሌማ (membrane) ሲሆን ይህም የውስጠኛውን ክፍል ከአካባቢው ይለያል. ስለዚህም ዋና ተግባሩ በሴሉላር ይዘቶች እና ከሴሉላር ውጭ ባለው ክፍተት መካከል እንቅፋት መፍጠር ነው። ነገር ግን ይህ የፕላዝማሌማ ተግባር ብቻ አይደለም. ጋር የተያያዙ ሌሎች ሽፋን ተግባራት መካከልበመጀመሪያ ከሜምብራል ፕሮቲኖች ጋር ምስጢራዊነት:
- መከላከያ (አንቲጂኖችን ማሰር እና ወደ ሴል እንዳይገቡ ይከላከላል)።
- መጓጓዣ (በህዋስ እና በአካባቢው መካከል ያለውን የንጥረ ነገሮች መለዋወጥ ማረጋገጥ)።
- ሲግናል (አብሮገነብ ተቀባይ ፕሮቲን ውስብስቦች የሕዋስ መበሳጨትን እና ለተለያዩ የውጭ ተጽእኖዎች የሚሰጠውን ምላሽ ይሰጣሉ)።
- ኢነርጂ -የተለያዩ የሀይል አይነቶች ለውጥ፡ሜካኒካል(ፍላጀላ እና ሲሊሊያ)፣ኤሌክትሪክ (የነርቭ ግፊት) እና ኬሚካል (የአዴኖሲን ትሪፎስፎሪክ አሲድ ሞለኪውሎች ውህደት)።
- ዕውቂያ (desmosomes እና plasmodesmata በሚጠቀሙ ሴሎች መካከል ግንኙነትን እንዲሁም የፕላዝማልማማ እጥፋቶችን እና ውጣ ውረዶችን ያቀርባል)።
የሽፋን መዋቅር
የሴል ሽፋን ድርብ የሊፒድስ ሽፋን ነው። ቢላይየር የተፈጠረው በሁለት ክፍሎች ውስጥ ባለው የሊፕድ ሞለኪውል ውስጥ በመገኘቱ የተለያዩ ንብረቶች - ሃይድሮፊሊክ እና ሃይድሮፎቢክ ክፍል ነው። የውጨኛው ሽፋን ሽፋን የዋልታ "ራሶች" hydrophilic ንብረቶች, እና hydrophobic "ጭራ" lipids ወደ bilayer ውስጥ ዘወር ናቸው. ከሊፒዲዶች በተጨማሪ የሽፋኖች መዋቅር ፕሮቲኖችን ያጠቃልላል. በ 1972 የአሜሪካ ማይክሮባዮሎጂስቶች ኤስ.ዲ. ዘፋኝ (ኤስ. ዮናታን ዘፋኝ) እና ጂ.ኤል. ኒኮልሰን (ጋርት ኤል. ኒኮልሰን) የሽፋኑን መዋቅር ፈሳሽ-ሞዛይክ ሞዴል አቅርበዋል, በዚህ መሠረት የሜምፕላንት ፕሮቲኖች በሊፕይድ ቢላይየር ውስጥ "ይንሳፈፋሉ". ይህ ሞዴል በጀርመናዊው ባዮሎጂስት ካይ ሲሞንስ (1997) ተጨምሯል ፣ የተወሰኑ ፣ ጥቅጥቅ ያሉ ክልሎች ከፕሮቲን ጋር ተያያዥነት ያላቸው ፕሮቲኖች (ሊፒድ ራፍቶች) ከመፈጠሩ አንፃር በነፃነት በሜምፕል ቢላይየር ውስጥ ይንሸራተቱ።
የሜምፓል ፕሮቲኖች የመገኛ ቦታ መዋቅር
በተለያዩ ህዋሶች ውስጥ የሊፒድስ እና ፕሮቲኖች ጥምርታ የተለያየ ነው (ከ25 እስከ 75% ፕሮቲኖች ከደረቅ ክብደት አንጻር) እና እኩል ያልሆኑ ናቸው። በቦታ፣ ፕሮቲኖች የሚከተሉት ሊሆኑ ይችላሉ፡
- Integral (ትራንስሜምብራን) - በገለባ ውስጥ የተሰራ። በተመሳሳይ ጊዜ, ወደ ሽፋኑ ውስጥ ዘልቀው ይገባሉ, አንዳንዴም በተደጋጋሚ. ከሴሉላር ውጭ ያሉ ክልሎቻቸው ብዙውን ጊዜ ኦሊጎሳካርራይድ ሰንሰለቶችን ይይዛሉ፣ ግላይኮፕሮቲን ክላስተር ይፈጥራሉ።
- ፔሪፈራል - በዋናነት በሽፋኑ ውስጠኛ ክፍል ላይ ይገኛል። ከሜምፕል ሊፒድስ ጋር መግባባት የሚቀየረው በሃይድሮጂን ቦንድ ነው።
- መልሕቅ - በዋናነት ከሴሉ ውጭ የሚገኝ እና ላይ ያሉት "መልሕቅ" በባይየር ውስጥ የተጠመቀ የሊፕድ ሞለኪውል ነው።
ተግባር እና ኃላፊነቶች
የሜምፕል ፕሮቲኖች ባዮሎጂያዊ ሚና የተለያዩ እና እንደ አወቃቀራቸው እና ቦታቸው ይወሰናል። እነሱም ተቀባይ ፕሮቲኖችን፣ የቻናል ፕሮቲኖችን (ionic እና porins)፣ ማጓጓዣዎችን፣ ሞተሮችን እና መዋቅራዊ ፕሮቲን ስብስቦችን ያካትታሉ። ሁሉም ዓይነት የሜምፕላንት ፕሮቲን ተቀባይዎች, ለማንኛውም ተጽእኖ ምላሽ, የቦታ አወቃቀራቸውን ይለውጣሉ እና የሴሉን ምላሽ ይመሰርታሉ. ለምሳሌ የኢንሱሊን ተቀባይ ግሉኮስ ወደ ሴል ውስጥ እንዲገባ ይቆጣጠራል, እና rhodopsin በእይታ አካል ውስጥ ስሜታዊ በሆኑ ህዋሶች ውስጥ ብዙ ምላሽ ያስገኛል, ይህም የነርቭ ግፊት እንዲፈጠር ያደርጋል. የሜምፕል ፕሮቲን ቻናሎች ሚና ionዎችን ማጓጓዝ እና በውስጣዊ እና ውጫዊ አካባቢ መካከል ያለውን ልዩነት (ግራዲየንት) ማቆየት ነው. ለምሳሌ,ሶዲየም-ፖታስየም ፓምፖች ተመጣጣኝ ionዎችን መለዋወጥ እና የንጥረ ነገሮችን ንቁ መጓጓዣን ያቀርባሉ. Porins - በፕሮቲኖች በኩል - የውሃ ሞለኪውሎች, ማጓጓዣዎች - በማጎሪያ ቅልመት ላይ የተወሰኑ ንጥረ ነገሮችን በማስተላለፍ ውስጥ ይሳተፋሉ. በባክቴሪያ እና ፕሮቶዞኣ ውስጥ የፍላጀላ እንቅስቃሴ በሞለኪውላር ፕሮቲን ሞተሮች ይሰጣል። የመዋቅር ሽፋን ፕሮቲኖች ሽፋኑን እራሱን ይደግፋሉ እና የሌሎችን የፕላዝማ ሽፋን ፕሮቲኖች መስተጋብር ያረጋግጣሉ።
Membrane ፕሮቲኖች፣ ፕሮቲን ሽፋን
የገለባው ሽፋን ተለዋዋጭ እና በጣም ንቁ አካባቢ ነው፣ እና በውስጡ ላሉት እና ለሚሰሩ ፕሮቲኖች የማይሰራ ማትሪክስ አይደለም። የሜምብሊን ፕሮቲኖችን ሥራ በእጅጉ ይነካል ፣ እና የሊፕድ ራፍቶች ፣ በመንቀሳቀስ ፣ አዲስ የፕሮቲን ሞለኪውሎች አሶሺዬቲቭ ትስስር ይፈጥራሉ። ብዙ ፕሮቲኖች በቀላሉ ያለ አጋሮች አይሰሩም ፣ እና የእነሱ intermolecular መስተጋብር የሚቀርበው በሊፒድ ሽፋን ሽፋን ተፈጥሮ ነው ፣ መዋቅራዊ አደረጃጀት ፣ በተራው ፣ በመዋቅራዊ ፕሮቲኖች ላይ የተመሠረተ። በዚህ ስስ የመስተጋብር እና የመደጋገፍ ዘዴ ውስጥ የሚፈጠሩ ሁከቶች የሜምቦል ፕሮቲኖችን ስራ እና እንደ የስኳር በሽታ እና አደገኛ ዕጢዎች ያሉ በርካታ በሽታዎችን ያስከትላሉ።
የመዋቅር ድርጅት
ስለ ሜምፕል ፕሮቲኖች አወቃቀሮች እና አወቃቀሮች ዘመናዊ ሀሳቦች የተመሰረቱት በገለልተኛ ክፍል ውስጥ ፣ አብዛኛዎቹ ከስንት አንዴ አንድ ፣ ብዙ ጊዜ በርካታ ተያያዥ ኦሊጎመሪዚንግ አልፋ-ሄሊስቶችን ያካተቱ በመሆናቸው ነው። ከዚህም በላይ ለተግባሩ አፈፃፀም ቁልፍ የሆነው ይህ መዋቅር ነው. ይሁን እንጂ ፕሮቲኖችን በአይነት መመደብ ነውመዋቅሮች ብዙ ተጨማሪ አስገራሚዎችን ሊያመጡ ይችላሉ. ከመቶ በላይ ከተገለጹት ፕሮቲኖች ውስጥ፣ ከኦሊጎሜራይዜሽን አይነት አንፃር በጣም ጥናት የተደረገው የሜምበር ፕሮቲን ግላይኮፎሪን ኤ (erythrocyte ፕሮቲን) ነው። ለትራንስሜምብራን ፕሮቲኖች ሁኔታው ይበልጥ የተወሳሰበ ይመስላል - አንድ ፕሮቲን ብቻ ተገልጿል (የባክቴሪያ ፎቶሲንተቲክ ምላሽ ማዕከል - ባክቴሮሆዶፕሲን). የሜምፕል ፕሮቲኖች (ከ10-240 ሺህ ዳልቶን) ሞለኪውላዊ ክብደት ሲኖራቸው ሞለኪውላር ባዮሎጂስቶች ለምርምር ሰፊ መስክ አላቸው።
የህዋስ ምልክት ማድረጊያ ስርዓቶች
ከሁሉም የፕላዝማ ሽፋን ፕሮቲኖች መካከል ልዩ ቦታ ተቀባይ ፕሮቲኖች ነው። የትኞቹ ምልክቶች ወደ ሴል ውስጥ እንደሚገቡ እና እንደማይገቡ የሚቆጣጠሩት እነሱ ናቸው. በሁሉም መልቲሴሉላር እና አንዳንድ ባክቴሪያዎች ውስጥ መረጃ በልዩ ሞለኪውሎች (ምልክት) ይተላለፋል። ከእነዚህ ምልክቶች መካከል ሆርሞኖች (በተለይ በሴሎች የተፈጠሩ ፕሮቲኖች)፣ ፕሮቲን ያልሆኑ ቅርጾች እና የግለሰብ ionዎች ይገኙበታል። የኋለኛው ሊለቀቅ የሚችለው አጎራባች ህዋሶች ሲጎዱ እና የሰውነት ዋና የመከላከያ ዘዴ በሆነው በህመም ሲንድረም መልክ ብዙ ምላሽ ሲሰጡ ነው።
የፋርማኮሎጂ ዓላማዎች
የፋርማኮሎጂ ዋና ኢላማ የሆኑት ሜምፕል ፕሮቲኖች ናቸው ፣ምክንያቱም ብዙ ምልክቶች የሚተላለፉባቸው ነጥቦች ናቸው። አንድ መድሃኒት "ማነጣጠር", ከፍተኛ ምርጫን ማረጋገጥ - ይህ ፋርማኮሎጂካል ወኪል ለመፍጠር ዋናው ተግባር ነው. በአንድ የተወሰነ ዓይነት ወይም በተቀባዩ ንዑስ ዓይነት ላይ የተመረጠ ውጤት በአንድ ዓይነት የሰውነት ሴሎች ላይ ብቻ የሚኖረው ተፅዕኖ ነው። እንደዚህ አይነት መራጭመጋለጥ ለምሳሌ ዕጢ ሴሎችን ከመደበኛው መለየት ይችላል።
የወደፊት መድሃኒቶች
የሜምፕል ፕሮቲኖች ባህሪያት እና ገፅታዎች ለአዲስ ትውልድ መድሃኒቶች ቀድሞውንም ጥቅም ላይ እየዋሉ ነው። እነዚህ ቴክኖሎጂዎች የተመሰረቱት ከበርካታ ሞለኪውሎች ወይም ናኖፓርቲሎች ሞዱላር ፋርማኮሎጂካል አወቃቀሮችን በመፍጠር እርስ በርስ "የተጣመሩ" ናቸው. የ "ማነጣጠር" ክፍል በሴል ሽፋን ላይ የተወሰኑ ተቀባይ ፕሮቲኖችን ይገነዘባል (ለምሳሌ, ከኦንኮሎጂካል በሽታዎች እድገት ጋር የተያያዙ). በዚህ ክፍል ውስጥ በሴል ውስጥ የፕሮቲን ምርትን ሂደት ውስጥ ሽፋንን የሚያጠፋ ወኪል ወይም ማገጃ ተጨምሯል. አፖፕቶሲስን ማዳበር (የራስን ሞት መርሃ ግብር) ወይም ሌላ የውስጠ-ሴሉላር ለውጦች ካስኬድ ወደ ፋርማኮሎጂካል ወኪል መጋለጥ ወደሚፈለገው ውጤት ይመራል። በዚህ ምክንያት, ቢያንስ የጎንዮሽ ጉዳቶች ያለው መድሃኒት አለን. የመጀመሪያዎቹ ካንሰርን የሚዋጉ መድኃኒቶች ቀድሞውኑ በክሊኒካዊ ሙከራዎች ላይ ናቸው እና በቅርቡ በጣም ውጤታማ የሕክምና ዘዴዎች ይሆናሉ።
መዋቅራዊ ጂኖሚክስ
ዘመናዊው የፕሮቲን ሞለኪውሎች ሳይንስ ወደ ኢንፎርሜሽን ቴክኖሎጂ እየተሸጋገረ ነው። ሰፋ ያለ የምርምር መንገድ - በኮምፒዩተር ዳታቤዝ ውስጥ ሊቀመጡ የሚችሉትን ሁሉንም ነገሮች ለማጥናት እና ለመግለጽ እና ከዚያ ይህንን እውቀት ተግባራዊ ለማድረግ መንገዶችን ይፈልጉ - ይህ የዘመናዊ ሞለኪውላር ባዮሎጂስቶች ግብ ነው። ልክ ከአስራ አምስት አመታት በፊት፣ አለም አቀፉ የሰው ልጅ ጂኖም ፕሮጀክት ተጀምሯል፣ እናም ቀደም ሲል የሰው ጂኖች ቅደም ተከተል ያለው ካርታ አለን። ሁለተኛው ፕሮጀክት, እሱም ለመወሰን ያለመየሁሉም "ቁልፍ ፕሮቲኖች" የመገኛ ቦታ መዋቅር - መዋቅራዊ ጂኖም - አሁንም ሙሉ በሙሉ አልተጠናቀቀም. የቦታ አወቃቀሩ እስካሁን ተወስኗል ለ 60,000 ከአምስት ሚሊዮን በላይ የሰው ፕሮቲኖች. እና ሳይንቲስቶች ከሳልሞን ጂን ጋር የሚያብረቀርቁ አሳማዎችን እና ቅዝቃዜን የሚቋቋሙ ቲማቲሞችን ብቻ ያፈሩ ቢሆንም፣ መዋቅራዊ ጂኖሚክስ ቴክኖሎጂዎች የሳይንስ እውቀት ደረጃ ሆነው ይቆያሉ፣ ተግባራዊ አተገባበሩም ብዙም አይቆይም።
