تنظيم فعاليات الوصيفات  Chaperones

تكون فعاليات الوصيفات منظمة بشكل صارم جدا وتقسم وفق اعتمادها على ATP الى

المجموعة الأولى : تنظم بالارتباط وتحلل ATP وتسمى بـ Foldases وتحصل فيها دورة تحلل ATP الى ADP كما موضح في الشكل (1).

شكل 1  : تنظيم فعالية البروتينات الوصيفة

وهذه الدورة تؤدي الى اختلافات في الفة الارتباط بموادها الاساس من البروتينات، فمثلا DnaK – ADP يكون ذات الفة عالية للارتباط، اما حالة DnaK – ATP فتكون ذات الفة واطئة للارتباط ويكون تداخلها ضعيفا مع البروتينات غير المطوية. ويتم تحول الحالات بمساعدة الوصيفات المساعدة Cochaperones التي تساعد في تحلل ATP مثل عامل تبادل النيوكلوتيدات و GroE DnaJ في الخلايا بدائية النواة، اما في الخلايا حقيقية النواة فيوجد عددا كبيرا منها والتي تتداخل مع Hsp70 مثل BAG-1 , Auxilin , Hip ، وتكون استمرار الدورة ADP/ATP من الارتباط والانطلاق لمواد الاساس البروتينية ضرورية لعملية اعادة طوي البروتينات الى الشكل الطبيعي.

المجموعة الثانية : الوصيفات غير المعتمدة على ATP وتسمى بـ Holdases مثل Hsp33 الذي يعمل في اجهاد الاكسدة وبروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة sHsps وهي ترتبط الى المركبات الوسطية من البروتينات المطلوبة وغير المطلوبة بتداخلات كارهة للماء، ولكن لا تستطيع لوحدها طوي البروتينات الى الشكل الطبيعي. وقد وجد ان Holdases تقوم بتقديم ونقل موادها الاساس من البروتينات الى ما يقابلها من المجموعة الأولى من Foldases مثل DnaK system الذي يقوم بطوي البروتينات بشكل كامل وصحيح.

وتبادل الادوار بين المجموعة الأولى والثانية يكون تحت سيطرة صارمة وبذلك يمنع تكوين بروتينات مطوية بشكل خاطئ. وتحت الظروف التي لا تسمح بطوي البروتينات تبقى الاخيرة غير المطوية مرتبطة بـ Holdases، ان بقاء الانزيمات Holdases مرتبطة بالبروتينات غير المطوية الى حين زوال الاجهاد يشير الى انها فعالة تحت ظروف الاجهاد فقط ولذلك تكون وظيفتها في الحماية ضرورية جدا عند الاجهاد مثل Hsp33 و Hsp16.9 وهذا يجنب الخلايا صرف الطاقة (ATP) عند عدم التعرض للإجهاد. وعند زوال الظروف المانعة تنقل الى Foldases لطويها.

وتنظم Holdases  مثل حالة Foldases اذ تمر بدورات من الالفة العالية والواطئة لمواد الاساس التي تعمل عليها وفي هذه الحالة قد يكون الظرف المنظم هو حالة الاكسدة والاختزال في البيئة المحيطة كما في حالة Hsp33 و PDI (الذي ينظم أيضاً بحالة الاكسدة والاختزال وهو من انزيمات Oxidoreductases)، او الحرارة في حالة sHsps.

وما ذكر يفيد ان الوصيفات يمكن ان تنظم ليس فقط على نطاق الانتساخ وانما تنظم على مستوى الوظيفة، كما ان البعض منها ينظم بعد الترجمة فمثلا الحرارة تقوم بتنظيم فعاليات Hsp26 في الخميرة، و Hsp16.9 في الحنطة وكذلك تنظم GrpE.

في الاحياء حقيقية النواة وخاصة الراقية منها فان اغلب عمليات الطوي تتم في الشبكة الاندوبلازمية التي تعد بيئة جيدة لطوي البروتينات لأنها تحوي على اعداد كبيرة من الوصيفات التي لها علاقة بطوي البروتينات والسيطرة النوعية عليها. وتتكون مكائنها من مجموعة من الوصيفات الجزيئية مثل Hsp60 , Hsp 70 وعامل تبادل النيوكلوتيدات وتحوي على مركب معقد من البيبتيدات المتعددة (Tcp-1) Chaperone –containing tailless complex polypeptide المكون من 8 وحدات فرعية ويسمى أيضاً CCT ، اضافة الى احتوائها على Prefoldin المكون من وحدات فرعية وبروتينات الصدمة الحرارية الصغيرة والتي تكون متعددة الوحدات بأحجام مختلفة، وتحوي على Chaperonin على شكل معقدات Cpn60 – Cpn10  الذي يسمى أيضاً Hsp60 / Hsp 10 (Chaperonin =Cpn). والمعقد الاخير يوجد في المايتوكوندريا والمكونات الاخرى توجد اما في السائل الخلوي او اجزاء الخلية الاخرى المحاطة بالأغشية وتنظم هذه المكونات بشكل دقيق.

وعند حصول طفرة في البروتين الوصيف ويصبح معطوب وراثيا فان هذا قد يشوه البروتين بعد الانتساخ والترجمة ويصبح العطب مكتسبا، اما تأثيرها على وظيفة البروتين فيعتمد على الجزء المعطوب فقد تؤثر على الوظيفة وتؤدي الى الامراض، والكلفة بالنسبة للخلية يعتمد على العمل الوظيفي الذي يقوم به البروتين المعطوب، فبعض الوصيفات تؤدي مدى ضيق من الوظائف مثل فك وطوي البروتينات في حين ان بعض الاخر يؤدي مدى واسعا من الوظائف للسلاسل مثل طوي Tubulin يحتاج الى الوصيفات مع عدد من العوامل المساعدة مثل E , D , C , B , A اضافة الى وظائف مكونات اخرى، وتظهر هذه بشكل كبير في الوصيفات غير المتخصصة التي تساهم في عدد من الفعاليات الخلوية.

المصادر

الخفاجي , زهرة محمود (2008) . التقنية الحيوية الميكروبية (توجهات جزيئية ) . معهد الهندسة الوراثية والتقنية الحيوية . جامعة بغداد .