close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

sensor procaritiot

код для вставкиСкачать
Загальні
принципи
сенсорної
регуляції
Двокомпонентні
сенсорні
системи
Сенсорні системи
Основні
компоненти
сенсорних
систем
Мембранний чи цитоплазматичний сенсор, що детектує зміни навколишніх умов
Внутрішньоклітинні посередники
Ефектор –
безпосередний регулятор клітинної відповіді
NB!!! Мембрана –
теж сенсор
Сенсори
Периплазматичний домен
Внутрішьоклітинний домен
PhoP
-
PhoQ
–
двовалентні катіони, рН, ацетат –
зв’язок безпосередньо з периплазматичним доменом
Aer
–
детекція FAD
–
регуляція аеротаксису
Трансмембранний домен
Cpx
-
сенсор -
у мутантів
E. coli
без ФЕА
У білка
EnvZ
E. coli
-
делеція
периплазматичного
домену без втрати
сенсорної
функції
Рухомість білків у мембрані
Латеральна дифузія
0,1 мкм/с -
0,001 мкм/с
Фактори
:
Текучість
мембрани
(
визначається
ліпідним
складом)
Належність
до великого білкового
комплексу –
важке
переміщення
Власне
мембранні
структури
–
контакти
, десмосоми
і
т.д. Заякореність
на елементах
цитоскелету
Алостерична регуляція
Ознаки вторинного посередника
синтезуються клітиною у відповідь на позаклітинний стимул, тобто є задіяними у передачі сигналу від первинного месенджера;
Беруть участь у процесах передачі сигналу у клітині, що їх синтезує;
видаляються після закінчення дії сигналу. Механізм передачі сигналу
Лінійна
структура
TM1
–
P
–
TM2
–
L
–
C, де P -
периплазматичний
домен
-
детектор
C -
цитоплазматичний
сигнальний
домен
гістидинкіназа
(
EnvZ
) або
з
гістидинкіназою
взаємодіє
(MCP рецептори
хемотаксису)
TM
–
трансмембранні
сегменти
L -
цитоплазматичний
лінкер
Рецептори
–
гомодимери
Р С ?
Двокомпонентні
системи
прокаріот
NB!!! Фосфоамідний зв
’
язок N
-
P
Висока мобільність системи !!!
Структура й функції гістидинових протеїнкіназ
Загальна активність кінази модулюється сигналами, що детектуються сенсорним доменом. ГК АТФ
-
залежно автофосфорилюється по інваріантному гістидиновому залишкові, розташованому в кіназному G
домені. ГК –
димер, причому в реакції автофосфорилювання один мономер ГК фосфорилює консервативний гістидиновий залишок іншого. На відміну від типових кіназних каскадів, у яких одна кіназа має безліч мішеней, у випадку двокомпонентних систем РВ стехіометрично переносить фосфат з фосфо
-
ГК на консервативний Asp свого регуляторного домена. Багато ГК мають фосфатазну активність, що дозволяє їм дефосфорилювати свій РВ. Такі ГК використовуються при необхідності швидко "
виключати“ сигнальний ланцюжок.
40
-
200 kDa
Типи ГК
“класичні”
“гібридні”
осмосенсор
EnvZ
из E. coli
(
трансмембранний
компонент)
кінази
хемотаксису CheA
і
азотного регулоні
NtrB
(без трансмембранного компоненту)
Множинні донорні і акцепторні сайти
ArcB
-
регулятор активності
ряду генів
в анаеробних
умовах
-
два N
-
кінцевих
трансмембранних
сегменти
, за якими
кіназний
домен, потім
домен, схожий на регуляторний
і
другий
гістидинвмісний
домен HPt
-
домен
Каталітичне кіназне ядро
домен димеризації
і
АТФ/
АДФ
-
зв’язуючий
фосфотрансферний
чи
каталітичний
домен. розмір
~350 АК Консервативний
залишок
гістидину
в домені
димеризації
.
HPt
-
домени
Виключно
в складі
гібридних
кіназ
розмір
біля
120 АК містять
залишок
гістидину
, який
здатен
брати
участь в фосфотрансферних
реакціях
. HPt
-
домени
не мають
ні
кіназної
, ні
фосфатазної
активності
!!!
Сенсорний домен
Специфічні
Н.: PAS
-
домени
–
невеликі
(~100 АК), розміщені
перед (
ближче
до N
-
кінця
) кіназним
ядром, як правило, після
одної
чи
кількох
пар трансмембранних
сегментів
Кофактори
-
гем
, ФАД, ФМН і
т.д. Лінкерний домен
40
-
180 АК. характерний
α
-
спіральний coiled
coil
мотив, в більшості
випадків
перед фосфорильованим
гістидиновим
залишком
кіназного
ядра. Функції
: правильне
розміщення
мономерів
в димері
ГК
передача сигнала від
сенсорної
до кіназної
частини
білка
Структура і
функції
регуляторів
відповіді
РВ каталізує переніс фосфату від фосфогістидину ГК до консервативного залишку аспартата у своєму регуляторному домені. Більшість РВ також каталізують автодефосфорилювання, що обмежує час перебування білка в активованому стані. Фосфорилювання РВ приводить до його конформаційних змін, що дозволяє відбуватися новим внутрішньо
-
і міжмолекулярним взаємодіям, які й викликають адаптивну відповідь
. Прості двокомпонентні системи
Прості двокомпонентні системи
Model describing the signals controlling expression of PhoP
-
PhoQ
-
regulated determinants and the interaction between the PhoP
-
PhoQ
and PmrA
-
PmrB
two
-
component systems, as well as some of the genes and phenotypes governed by the PhoP
-
PhoQ
system.
Прості двокомпонентні системи
Фосфотрансляційні
системи
His
-
Asp
-
His
-
Asp
1. Автофосфорилювання
ГК: ГК
-
His1 + АТФ ↔ ГК
-
His1 ~
Ф + АДФ 2. 1
-
й переніс
фосфату: ГК
-
His1 ~
Ф + РО1 -
Asp ↔ ГК
-
His1 + РО
-
Asp1 ~
Ф 3. 2
-
й переніс
фосфату: РО
-
Asp1 ~
Ф + HPt
-
His2 ↔ РО
-
Asp1 + HPt
-
His2 ~
Ф 4. 3
-
й переніс
фосфату: HPt
-
His2 ~
Ф + РО
-
Asp2 ↔ HPt
-
His2 + РО
-
Asp2 ~
Ф 5. Дефосфорилювання
: РО
-
Asp2 ~
Ф + H
2
O ↔ РО
-
Asp2 + P
I
Н.: Система контролю споруляції
B. subtilis
Контроль ініціації споруляції в B.subtilis
Some of the different combinations of histidine
protein kinase
(HPK) and aspartate
response regulator (RR) domains in histidine
–
aspartate
phosphorelay
(HAP) systems
Регуляторні механізми
Регуляція активності ГК
Регуляція автокіназної і РО
-
фосфатазної активності Регуляція дефосфорилювання РВ
Н.: система споруляції
бацил
має
набір
строго регульованих
фосфатаз (
RapA
, RapB
, RapE
), які
дефосфорилюють
Spo0F, і
ще
одну фосфатазу, яка дефосфорилює
Spo0A. в системі
хемотаксису допоміжний
білок
CheZ
олігомеризується
з
фосфо
-
CheY
і
стимулює
його
дефосфорилювання
.
Інші способи регуляції
Інші способи регуляції
Регуляція
перен
о
су фосфату Н.: у гібридній
кіназі
VirA
з
A. T
umefaciens
карбоксикінцевий
Asp
-
вмісний
домен впливає
на автокіназну
активність
кіназного
ядра шляхом фізичної
взаємодії
з
сайтом автофосфорилювання
. Фосфорилювання
ГК більше
одного РВ. Конкуренція
за фосфат може
впливати
на активацію
різних
гілок
сигнального шляху. Контроль експресії
гену РВ
. Н.: Двокомпонентні
системи
, які
регулюють
транскрипцію
, авторегулюються
. В таких системах фосфо
-
РВ
діє
як активатор чи
репресор
оперону, який
кодує
ГК і
РВ.
хемотаксис
хемотаксис
Типи рухів при хемотаксисі
Принцип роботи джутика
Chemotaxis
-
protein localization
Типи атрактантів
Моносахариди
та пептиди
Молекула аттрактанту может взаємодіяти
зі
зв’язуючим
білком
(ЗБ
) в периплазматичному
просторі
, викликаючи
в останньому
конформаційні
зміни
, що
роблять
можливою
його
взаємодію
з тим
чи
іншим
трансмембраним
білком
Н.: галактоза
-
зв’язуючий
білок
(
ГЗБ), рибоза
-
зв’язуючий
білок
(
РЗБ), мальтоза
-
зв’язуючий
білок
(
МЗБ
) і дипептид
-
зв’язуючий
білок
(
ДЗБ
) . Амінокислоти
аттрактант взаємодіє
безпосередньо
з трансмембранним
білком
.
Р
-
П (
рецепторно
-
передаючі
) білки
The structures of components of the chemosensory system of E.coli
Хемотаксис ♦
CheA
-
ГК ♦
CheY
-
Р
В
♦
CheW
-
"
адаптор
" між
рецептором і
CheA
♦
CheZ
-
білок
, що
сприяє
дефосфорилюванню
CheY
~
Ф
При відсутності аттрактанта концентрація Che
Y
~ф підтримується на рівні, що сприяє обертанню джгутика переважно за годинниковою стрілкою й, отже, відсутності впорядкованого руху бактерії. Зв'язування аттрактанта з рецептором індукує конформаційну зміну, яка передається через мембрану і пригнічує автокіназну активність Che
A
. Концентрація Che
Y
~ф падає, і джгутики бактерії більш тривалий час обертаються проти годинникової стрілки. Тому клітини будуть довше рухатися прямолінійно, якщо вони попадають у середовище з більш високою концентрацією аттрактанта.
Молекулярна
сигналізація
в хемосенсорній
системі
E.coli
Сенсорна
адаптація
хемочутливості
у E.coli
Сенсорна
адаптація
відбувається
в результаті
метилювання
Р
-
П білку
, якщо
бактерія
виявляється
в умовах
незмінної
концентрації
аттрактанта. Тому, Р
-
П
-
білки
називають
МАХ (
білками
метил
-
адаптуючого
хемотаксису). Хемотаксис
Bacterial Chemotaxis
and Chemotaxis
-
like Signaling Pathways
Mechanisms of Transmembrane
Signaling through Cooperative Signaling Arrays
Автор
NatkaDU
Документ
Категория
Презентации
Просмотров
4
Размер файла
6 691 Кб
Теги
sensor_procaritiot
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа