PROTEOMIKOS TIPAI

Proteomikos Tipai

• Struktūrinė Proteomika– Baltymų struktūra

• rentgeno spindulių kristalografija• NMR spektroskopija

• Raiškos Proteomika– Baltymų sekvenavimas ir jų identifikavimas

• Elektroforezė, baltymų gardelės• Masių spektrometrija

• Funkcinė Proteomika– Baltymų domenai, modifikacijos– Baltymų funkcijos nustatymas

STRUKTŪRINĖ PROTEOMIKA

Baltymų Seka

• Baltymų sekos ir jų kompleksiškumas yra sudėtingesnis nei DNR ir RNR

• Baltymų savybės ir struktūra yra apsprendžiamos amino rūgščių seka ir jų šoninių grandinių

• >95% visų vaistų taikiniai yra baltymai

Baltymo funkcija yra apsprendžiama baltymo trimatės struktūros, o trimatė struktūra yra nulemiama amino rūgščių sekos

Pirminė Baltymo Struktūra

• Pirminė baltymo struktūra yra amino rūgščių linijinis išsidėstymas arba seka– Trumpa amino rūgščių grandinė sujungta peptidinėmis jungtimis yra

apibrėžiama peptidu• Peptidą sudaro apie 20-30 amino rūgščių

– Ilgos amino rūgščių grandinės – polipeptidai• Polipeptidą sudaro iki 4000 ir daugiau amino rūgščių liekanų

Visos amino rūgštys turi bendrą struktūrą – centrinį anglies atomą, kuris yra prisijungęs:

amino grupę (-NH2),

karboksilo grupę (-COOH),

vandenilį,

šoninę grandinę (arba 'R-grupę'), kuri skiriasi kiekvienoje amino rūgštyje.

Amino Rūgštys

H3N+O

ORH

aminogrupė

anglies atomas

karboksilo grupėšoninė

grandinė

Amino Rūgščių Tipai• Amino rūgštys yra skirstomos pagal jų šoninių grandinių tipą:

– rūgštinės (Asp, D; Glu, E). Šoninės grandinės yra neigiamai apkrautos. Kaip ir bazinės amino rūgštys, jos paprastai randamos baltymo paviršiuje.

– bazinės (Lys, K; Arg, R; His, H). Turi teigiamai apkrautą šoninę grandinę. Histidino pKa yra apie 6 ir todėl yra neutralus fiziologinėmis pH sąlygomis. Arginino ir lizino šoninės grandinės pagrinde yra orientuotos į baltymo išorinę dalį.

– alifatinės (Ala, A; Val, V; Leu, L; Ile, I). Visos alifatinės amino rūgštys šoninėje grandinėje turi metilo grupes. Visos jos yra hidrofobinės ir dažniausiai formuoja baltymo “šerdį”.

– aromatinės (Phe, F; Tyr, Y; Trp, W). Aromatinės amino rūgštys šoninėje grandinėje turi aromatinį žiedą. Tirozinas ir triptofanas turi ir hidrofilinių savybių. Vis dėlto, kaip ir alifatinės amino rūgštys, aromatinės amino rūgštys dažniausiai randamos baltymo “šerdyje”.

– konformacinės (Gly, G; Pro, P). Glicinas yra vienintelė amino rūgštis neturinti šoninės grandinės. Tai sąlygoja didesnį konformacinį lankstumą. Prolino šoninėje grandinėje esanti ciklinė struktūra riboja konformacinį lankstumą.

– neutralios poliarinės (Ser, S; Thr, T; Cys, C; Met, M; Asn, N; Gln, Q)

Arba poliarinės N, Q, S, T, Y ir nepoliarinės G, A, V, L, I, P, F, M, W, C

• Hidrofilinės amino rūgštys (poliarinės) paprastai būna baltymo išorinėje pusėje, tuo tarpu amino rūgštys su nepoliarinėmis šoninėmis grandinėmis baltymo vidinėje pusėje.

• Rūgštinės ir bazinės amino rūgštys yra labai poliarinės ir paprastai randamos baltymo išorėje.

Baltymo Masė

• Formulė = 110 X amino rūgščių liekanos

• Baltymo dydis yra nusakomas:– Mase išreikšta daltonais (daltonas

yra 1 atominės masės vienetas)– Molekuliniu svoriu (MW)

Pvz., 10,000/MW baltymo masė yra 10,000 daltonų (Da) arba 10kilodaltonų (kDa)

Baltymo Izoelektrinis Taškas

pH, kuriame baltymo krūvis yra lygus 0

Antrinė Baltymo Struktūra – Pagrindinis Baltymo Architektūros Elementas

α Spiralė

β “klostė” kitas baltymų antrinės struktūros variantas. (a) Vaizdas iš viršaus. Polipeptidinė grandinė stabilizuojama vandenilinių jungčių (žalios brūkšninės linijos). (b) Vaizdas iš šono.

β “Klostė”

3.6 a.r. liekanų

Antrinė baltymo struktūra - baltymų struktūrų hierarchijos antras lygmuo. Polipeptidinė grandinė (raudona) susukta į spiralę, kuri palaikoma vandenilinėmis jungtimis tarp deguonies ir vandenilio atomų. Spiralės išorinėje dalyje išsidėsčiusios amino rūgščių šoninės grandinės (R -žalia).

Antrinė Struktūra ir Baltymų Susivyniojimas

nepoliarinėsšoninės grandys

poliarinėsšoninės grandys

Nesusivyniojęs ardalinai susivyniojęspolipeptidas

Susivyniojusio baltymokonformacija

Vandenilines jungtis gali sudaryti poliarines šoninesgrandines turinčios amino rūgštys

Hidrofobinę “šerdį” sudaronepoliarines šonines grandines turinčios amino rūgštys

Tretinė Baltymo Struktūra

• Tretinė baltymo struktūra – galutinė polipeptidinės grandinės struktūra – trimatis išsidėstymas, lemiamas amino rūgščių išorinių grandinių (R grupių).

• Skirtingai antrinei struktūrai, kuri yra stabilizuojama vandenilinėmis jungtimis, tretinė baltymų struktūra yra stabilizuojama hidrofobiniais ryšiais tarp nepoliarinių šoninių grandinių ir peptidinių jungčių.– Šios stabilizuojančios jėgos palaiko, kompaktizuoja antrinės struktūros

elementus,– Kadangi stabilizuojantys ryšiai nėra stiprūs, tretinė baltymo struktūra

nėra griežtai fiksuota, o yra kintanti.– Tretinės struktūros kitimai sąlygoja baltymų funkcijas ir tarpusavio

sąveikas.

Konformacijų įvairovė būdinga betvarkiams baltymams

• IUP (Intrinsically Unstructured Proteins ) įgauna įvairias konformacijas, priklausomai nuo baltymų, su kuriais sąveikauja;

• IUP susilanksto jungimosi su partneriais metu;

• Nors betvarkiai baltymai (IUP) nėra dideli, jų jungimosi paviršius didelis, nes IUP jungiasi ištemptos formos;

• Žinoma >100 betvarkių baltymų (IUPsų) – jie svarbūs genų raiškai, signalo perdavimui ir šaperonų veiklai. Tarp jų nėra fermentų;

• ~10% baltymų priklauso betvarkių baltymų grupei;

• ~40% eukariotų baltymų turi bent vieną ilgą (>50 a.r.) bestruktūrinę sritį.

Duomenų Bazės Struktūrinėje Proteomikoje

• Baltymų sekos informacija• Entrez Cross Database Search; Baltymų sekos duomenų bazės - Genbank/EMBL/DDBJ,

visos žinomos baltymų sekos

• http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery/gquery.fcgi– Swissprot & TrEMBL; Funkcija, domenų struktūra, potransliacinės modifikacijos ir kt.

• http://ca.expasy.org/sprot/– PIR - Protein Information Resource; Baltymų klasifikacijos informacija.

• http://pir.georgetown.edu/– Uniprot; Tai duomenų bazė, apjungianti Swiss-Prot, TrEMBL, and PIR.

• http://www.pir.uniprot.org/

Baltymų Tretinės Struktūros Duomenų Bazės

PDB: http://www.rcsb.org/pdb/

MMDB:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/

FSSP: http://www.ebi.ac.uk/dali/fssp/

SCOP: http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/

CATH: http://www.biochem.ucl.ac.uk/bsm/cath_new/

PDB = Protein Data BankMMDB = NCBI Molecular Modeling Database FSSP = database of structural neighbors SCOP = Structural Classification of Proteins. CATH = Class(C), Architecture(A), Topology(T) and Homologous superfamily (H).

RAIŠKOS PROTEOMIKA

• Globalus baltymų raiškos nustatymas, įvertinimas ir analizė;• Įvertina baltymų raiškos pakitimus vystymosi, aplinkos poveikio ir

susirgimų metu; • Įvertina baltymų raiškos pakitimus sąlygotus medikamentų,

patogenų ar toksinų;• Duomenys naudojami medicinoje – diagnostikoje, prognostikoje ir

vaistų kūrime.

Raiškos Proteomika

iRNR lygisnėra lygus ekspresuojamo baltymo lygiui,neatspindi funkcionalaus baltymo prigimties

Genomo seka

iRNR Baltymas Funkcionalus baltymas

Transkripcijos kontrolė

Transliacijos kontrolė

Potransliacinė kontrolė

Funkcinė ProteomikaStruktūrinė Proteomika

Raiškos Proteomika

Kodėl Raiškos Proteomika ?

Metodologijos Raiškos Proteomikoje

• Baltymų elektroforezė • Baltymų gardelės (protein chips) • Chromatino remodeliavimas• RNR interferencija• Masių spektrometrija

2-DE žemėlapiai citozolinių ir branduolinių baltymų, išskirtų iš proliferuojančių ir diferencijuotų HL-60 ląstelių.

R. Navakauskiene et al. Proteomics 2004.

Žmogaus ūmios promielocitinės leukemijos ląstelės

Chromatino Remodeliavimas- chromatino struktūra, histonų kodas

~ 2 jardai (1.8 m) DNA supakuota į žinduolio ląstelę, kurios diametras 10-20 µm

║10,000 mylių (1 mylia=1.6 km) spagečio sukimšta į krepšinio kamuolį

2 jardai DNR

Histonų modifikacijos lemia chromatino struktūros pakitimus, palengvina reguliatorių baltymų priėjimą prie genų promotorinių sekų. To pasekoje yra aktyvuojami genai, atsakingi už ląstelėje vykstančius procesus.

Histonų Amino Rūgščių Šoninės Grandinės -Pagrindiniai Chromatino Struktūros

Reguliatoriai

Bazinės histonų amino rūgščių šoninės grandinės

+Rūgštinė DNR grandinė

Heterochromatinas

Acetilintos lizino šoninės grandinės+

Rūgštinė DNR grandinė

Euchromatinas

Potransliacinės histonų modifikacijos(histonų kodas)

H2A

H2B

H3

H4

“Histonų Kodas”

Pvz.Histono H4 acetilinimas keturiose pozicijoseHistono H3 fosforilinimas dvejose pozicijose

> 4,000 vienos nukleosomos kombinacijų

Specifinės potransliacinės modifikacijos histonų H3 ir H4 N-gale yra randamos euchromatine, kuris yra aktyvus. Heterochromatinui, kuris yra neaktyvus, būdingos kitokios modifikacijos. Histonų N-galo amino rūgščių modifikacijos apsprendžia jų specifines sąveikas. Histono H3 variantas CENP-A rastas nukleosomose, kurios asocijuoja su centromeromis žinduolių chromosomose. (T. Jenuwein and C. D. Allis, 2001, Science 293:1074)

Euchromatinas Heterochromatinas

Bioinformatika ir Raiškos Proteomika

• Baltymų raiškos koreliavimas su susirgimu. • Baltymų raiškos pakitimų svarbos nustatymas – kaip atskirti

svarbų nuo nesvarbaus baltymo lygio padidėjimą ar sumažėjimą?

• Baltymų raiškos žemėlapių palyginimas, archyvavimas. • Baltymų identifikavimas 2DE geliuose naudojant masių

spektrometriją. • Proteominės analizės duomenų įtraukimas į duomenų bazes.

Duomenų Bazės

Žmogaus proteomo duomenų bazės:

• ANL Human Breast Epithelial Cell Protein 2DE Database.http://www.anl.gov/BIO/PMG/projects/index_hbreast.html

• FindMod Tool. http://www.expasy.ch/tools/findmod• Heart High-Performance 2-DE Database. http://www.mdc-berlin.de/~emu/heart/• HEART-2DPAGE. http://userpage.chemie.fu-berlin.de/~pleiss/dhzb.html• HSC-2DPAGE. http://www.harefield.nthames.nhs.uk/nhli/protein/• Human 2-D Page Databases. http://biobase.dk/cgi-bin/celis• Joint Protein Structure Laboratory 2D-Gel.

http://www.ludwig.edu.au/jpsl/jpslhome.html• NCI 2DWG Image Meta-Database. http://www-lecb.ncifcrf.gov/2dwgDB/• Prostate Expression Database. http://chroma.mbt.washington.edu/PEDB/• SWISS-2DPAGE. http://www.expasy.ch/ch2d/• WORLD-2DPAGE. http://www.expasy.ch/ch2d/2d-index.html

FUNKCINĖ PROTEOMIKA

• Funkcinė Proteomika– Baltymų domenai,– Baltymų modifikacijos,– Baltymų funkcijos nustatymas:

• Elektroforezė, mielių dihibridinė sistema, baltymų (ligandų) gardelės, mutagenezė

• Masių spektrometrija• In silico (bioinformatika)

Funkcinė Proteomika

Molekulių Sąveikos

• Tarp dviejų molekulių:– genų, baltymų, molekulinių kompleksų, mažų

molekulių: DNR-baltymas, RNR-baltymas, baltymas-baltymas, ir kt.

• Tam tikroje ląstelės vietoje – tirpioje, netirpioje,• Nulemtos tam tikrų vietų – domenų,• Sąlygojamos ir sąlygojančios modifikacijas.

BA

Kodėl Funkcinė Proteomika?

• Baltymų funkcijos nustatymas ir klasifikacija, jų aktyvumų ir sąveikų su kitomis ląstelės molekulėmis sąlygų nustatymas

• Sąveikų tinklo molekuliniame lygyje supratimas• Ląstelės ar organizmo atsakas į dirgiklius ir mutacijas• Organizmų palyginimui

Baltymų Domenai

• Dauguma eukariotų baltymų turi daug domenų vienoje molekulėje

• Vienas domenas – apie 35 kD• Maži domenai yra patogesni analizei (X ray, NMR)• Baltymų domenai identifikuojami prieš baltymo struktūros

nustatymą (NMR, X ray) • Baltymų domenų identifikacijai naudojama HPLC arba MS

technologijos (baltymas suskaldomas iki > 10 kDfragmentų)

Baltymų Domenų Nusakymas

• Domenų nuspėjimas (PredictProtein-GLOBE)– http://cubic.bioc.columbia.edu/predictprotein

• Pagal sekų homologijas BLAST gali būti naudojamas domenų nustatymui arba nuspėjimui

• CDD (Conserved Domain Database)– http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cdd.shtml

Baltymų Domenai

• Baltymai dalyvaujantys signalo perdavime, ląstelės ciklo reguliacijoje, baltymų transporte, citoskeleto organizavime, genų raiškos kontrolėje ir kt. – sumodeliuoti iš katalitinių ir sąveikaujančių domenų.

• Sąveikos domenai apsprendžia daugiabaltyminių kompleksų susidarymą, ląstelės paviršinių receptorių sąveiką su viduląsteliniais signalo perdavimo keliais, kontroliuojančiais ląstelės atsaką į išorės signalus.

- Sąveikų domenus sudaro 35-150 amino rūgščių sekos,

- N- ir C- baltymo galai erdviškai yra išsidėstę vienas šalia kito,

- su ligandu susirišantis paviršius yra priešingoje domeno pusėje

Baltymo-Baltymo Sąveikos Domenų Tipai

• Domenai (SH2, PTB) tiesiogiai atpažįstantys fosfotirozinus turinčias vietas (aktyvūs augimo faktorių receptoriai, citokinai),

• Domenai (14-3-3 baltymai, FHA, WD40) atpažįstantys fosfoserino/treonino vietas ir tokiu būdu tarpininkauja serino/treonino kinazių biologinį aktyvumą,

• Domenai (SH3, WW, EVH1) atpažįstantys prolinu turtingas vietas; tokiu būdu susidarantys kompleksai yra stabilesni, kadangi nepriklauso nuo potransliacinių modifikacijų,

• PH domenai atpažįsta fosfolipidus (fosfoinozitidus PI) ir dalyvauja lipidų kinazių ir fosfatazių veikime.

SH2 Domenas

SH2 domenas turi centrinę anti-paralelinę β klostę apjuostą dviem α spiralėm. Fosfopeptidas paprastai jungiasi prie β klostės. SH2 domene esanti Arg liekana koordinuoja ir yra pagrindinė fosfopeptido prisirišimo vieta.

Domeno prisirišimas.

Src-homologo 2 (SH2) domeną sudaro ~100 amino rūgščių, kurios specifiškai susiriša su fosfatą (pY)-turinčiu peptido motyvu.

PTB Domenas

PTB (phosphotyrosine binding) domenas turi dvi ortoganalias βklostes ir jungiančias kilpas. Ligando N-galo amino rūgštys sudaro papildomą antiparalelinę βklostę.

PTB Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Fosfotirozino prisirišimo domeną (PTB) sudaro apie 100-150 amino rūgščių liekanų.

• Prie jų rišasi ligandai per Asn-Pro-X-Tyr motyvą. • PTB domenų sąryša su baltymais Shc ir IRS-1 priklauso nuo

ligando tirozinfosforilinimo (NPXpY), o sąryša su baltymais X11, Dab, Fe65 ir Numb įvyksta ir be ligando fosforilinimo motyveNPXY.

UBA Domenas

• Branduolio magnetiniu rezonansu įrodyta, jog UBA domenas susidaro iš trijų α spiralių su hidrofobine šerdimi, kuri stabilizuoja baltymą. Šis domenas atpažįsta ligandų ubikvitilintas vietas.

UBA Domeno Sąryša ir Funkcija

• Su ubikvitinu asocijuojantis domenas (ubiquitin-associated -UBA) yra iš 40 amino rūgšių. Pirmą kartą buvo rastas susirišęs su ubikvitilintais baltymais. UBA domenas randamas baltymuose, kurie dalyvauja DNR pažaidų taisyme.

• Funkciškai UBA domenai riboja ubikvitino grandinės prisirišimą ir dalyvauja ubikvitilintų baltymų sąryšoje su 26S proteosoma (baltymo degradacija).

SH3 Domenas

SH3 domenas turi penkias antiparalelines β klostes. Su ligandu susirišantis domenas turi amino rūgštis su aromatinėmis liekanomis.

• Src-homologas 3 (SH3) rišasi prie sekų turtingų prolinu, su minimaliu konsensusu Pro-X-X-Pro.

• Skiriamos dvi SH3 domenų klasės (I ir II), kurios atitinkamai atpažįsta RKXXPXXP ir PXXPXR sekas.

SH3 Domeno Susirišimas ir Funkcija

PH Domenas

PH domenas rišasi su inositol fosfat ligandu per β klostės kilpą.

PH Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Plekstrin homologijos domenas (PH) susideda iš 120 amino rūgščių liekanų. • PH domenas dažnai sutinkamas signaliniuose baltymuose. • PH domenas rišasi su fosfoinozitidais (PI-3, 4-P2; PI-3,4,5-P3). • Rišdamasis su fosfoinozitidais PH domenus turintys baltymai dalyvauja membranų

judėjimuose.

DED Domenas

DED struktūra susideda iš šešių antiparalelinių αspiralių. Struktūra panaši į Death domeną, nors funkciškai truputį skiriasi (sąveikauja su skirtingais baltymais).

DED Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Mirties signalo domenas (death-effector domain - DED) sąveikauja su neaktyviomis prokaspazėmis (cisteino proteazėmis) ir baltymais, kurie reguliuoja kaspazių aktyvumą apoptozės metu.

Death Domenas

• Death domenas susideda iš šešių αspiralių išsidėsčiusių antiparaleliai.

DEATH Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Mirties domenas (Death domains - DD) susideda iš 80-100 amino rūgščių liekanų. • Šis domenas dalyvauja apoptotiniame signalo perdavime. • Domenas randamas citoplazminiuose baltymuose, transmembraniniuose

baltymuose.

14-3-3 Domenas

Tau ir epsilon 14-3-3 baltymo izoformos yra sudarytos iš devynių antiparalelinių αspiralių. Dimerizacijos metu susiformuoja neigiamą krūvį turintis kanalas tarp dviejų monomerų. Šiame kanale išsidėsčiusių amino rūgščių šoninės grandinės dalyvauja sąveikose su baltymų fosfoserinu.

14-3-3 Domeno Susirišimas ir Funkcija

• 14-3-3 baltymai yra 30 kDa polipeptidai.• Dalyvauja įvairių signalinių kelių reguliacijoje: apoptozėje, ląstelės cikle.• 14-3-3 baltymai formuoja homo- ir hetero-dimerines struktūras, kurios jungiasi prie

fosfoseriną turinčių ligandų. • 14-3-3 baltymai dalyvauja kitų baltymų pernešime iš branduolio į citolpazmą.

BROMO Domenas

Bromo domeno struktūra – HAT koaktyvatorius P/CAF (p300/CBP asocijuojantis faktorius). Bromo domeno hidrofobinė kilpa – surišimo vieta acetilo grupę turintiems baltymams.

Bromo Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Bromo domenas - 110 amino rūgščių ilgio• Bromo domenas randamas daugelyje baltymų sąveikaujančių su chromatinu• Bromo domenai rasti daugiau nei 100 baltymų • Baltymo P/CAF bromo domenas specifiškai jungiasi su baltymų dalimis

turinčiomis acetilintą liziną.

CHROMO Domenas

• Chromo domenas – baltymo N-gale trys anti paralelinės β klostės, išsidėsčiusios prieš N-galinę α spiralę.

Chromo Domeno Susirišimas ir Funkcija

• Chromo (chromatin organization modifier - Chromo) domeną sudaro apie 30-70 amino rūgščių liekanų.

• Baltymai, turintys šį domeną sudaro kompleksus su chromatinu• Domenas pirmą katą aptiktas Drozofiloje• Chromo domeną turi baltymas HP1, kuris dalyvauja genų raiškos slopinime

heterochromatine

Iškylantys Klausimai

• Kaip žinoti ar sąveika iš tikrųjų egzistuoja? • Kiekvienas metodas turi privalumus ir trūkumus

– Gali įvykti sisteminės klaidos (pvz., neteisingai pasirinktas taikinys –pašaliniai baltymo efektai)

– Baltymų kontaminacija• Kiekvienas metodas tiria sąveikas esant skirtingoms eksperimento

sąlygoms.

Skaitiniai Metodai Funkcinėje Proteomikoje

• DIP– http://dip.doe-mbi.ucla.edu

• MINT– http://mint.bio.uniroma2.it/mint

• MIPS– http://mips.gsf.de/proj/yeast/tables/interaction/

• IntAct – EBI’s interaction database– http://www.ebi.ac.uk/intact/

• Human Protein Interaction Database– http://www.hpid.org/

• TRANSFAC – transcription factors– http://www.gene-regulation.com/

Sąveikų Duomenų Bazės

Baltymų Modifikacijos

Modifikacija Amino rūgštis - taikinys Grįžtamumas

Phosphoryl tyr, ser, thr, his taip

Methyl lys taip

Acetyl lys, N-terminus taip (lys)

Hydroxyl pro, lys ne

Carboxyl glu ne

Sugars ser, thr, hydroxypro, asn ne

Myristyl cys, his ne

Glycophospholipid C-terminus ne

Prenyl cys ne

ADP-ribose Lys, his taip

Dipthamide his ne

Ubiquitin lys ne

SUMO lys ne

Glikozilinimas

• Pagrindinė baltymų modifikacijos forma• Baltymai modifikuojami ER ir Golgi• Dauguma baltymų modifikuojamų ER yra glikobaltymai • Glikozilinti baltymai yra skirtingų formų ir atlieka skirtingas

funkcijas

Glikozilinimas

• N-glikozilinimas vyksta endoplazminiame tinkle,– Oligosacharidas pernešamas ant baltymo, turinčio

NH3+***Asn-X-(Ser/Thr)***COO- amino rūgščių seką• O-glikozilinimas vyksta citoplazmoje.• Glikozilinimas suteikia baltymams stabilumo, dalyvauja

adhezijos procesuose, lemia antigeno funkcijas ir teisingą baltymų susisukimą.

Glikozilinimo Funkcijos

• Stabilizuoja baltymus – Apsaugo nuo proteolizės, – Limituoja makromolekulių priėjimą prie baltymų paviršiaus.

• Moduliuoja imuninį atsaką – Selektinai (membraniniai baltymai dalyvaujantys tarpląstelinėje

sąveikoje, taip pat ir su neutrofilais) silpnai prisijungia oligosacharidus, – Padeda sukoncentruoti limfocitus limfoidiniuose organuose, – Pritraukia baltuosius kraujo kūnelius (neutrofilai, makrofagai) ir

plokšteles (trombocitai).

• Dalyvauja organizmų vystymosi diferenciacijos procese – N-acetylgliukozamin transferazės pašalinimas sąlygoja embrionų žūtį

pelėse.

• Ubikvitinas – kompaktiškas 76 amino rūgščių globuliarinis baltymas; • Randamas visuose eukariotuose; jis neaptiktas prokariotuose;• Labai konservatyvus;• Atsparus proteolizei;• Prie baltymo jungiasi per glicino alfa-karboksilo grupę, kuri suformuoja

kovalentinę jungtį su prijungiamo baltymo lizino (lys) amino (epsilon) grupe;

• Ubikvitilinimas sąlygoja baltymo degradaciją; paskutiniai duomenys liudija, jog ši modifikacija gali lemti ir kitas baltymo funkcijas.

Ubikvitilinimas

Poliubikvitino grandinė prijungta prie ubikvitino molekulės Lys48. Per pastarąją ubikvitino molekulę yra prijungiamas baltymas.

Baltymas taikinys

Ubikvitinas

SUMO (Small Ubiquitin-Like Modifier)

• SUMO neturi Lys-48, kuri svarbi poliubikvitino prisijungimui prie ubikvitino molekulės;

• SUMO nesudaro poligrandininių formų;• SUMO-1,2,3 formos būdingos žinduoliams;• SUMO-1, 101 amino rūgščių, C-galo Gly, 18% identiška

ubikvitinui;• Turi unikalius ubikvitino domenus;• Žinomas ir kitais pavadinimais Sentrin-1, PIC-1, GMP-1,

UBL-1, SMT3C.

Fosforilinimas

• Fosforilinimo modifikacija – viena svarbiausių modifikacijų, susijusių su signalo perdavimo keliais;

• Protein kinazės katalizuoja ATP fosfato grupės pernešimą ant baltymo serino, treonino ar tirozino amino rūgščių liekanų;

• Identifikuota virš 500 kinazių, esančių ląstelėje; 1/5 kinazių yra tirozinkinazės;

• Kinazės dalyvauja visuose ląstelės augimo, diferenciacijos, apoptozės reguliaciniuose mechanizmuose;

• Protein fosfatazės priešingai protein kinazėms defosforilina baltymus.

Potransliacinių modifikacijų svarba

• Potransliacinės modifikacijos reikalingos:– Baltymų funkcijoms atlikti– Baltymų susukimui (folding) bei jų klaidų ištaisymui– Organizmų vystymuisi– Ląsteliniam signalinimui– Motoriniams baltymams– Baltymų degradacijos reguliacijai– Ir kt…