اقرأ في هذا المقال
في جميع الكائنات الحية تقوم فسفرة البروتينات بتعديل جوانب مختلفة من وظائفها، وفي حقيقيات النوى، تلعب فسفرة البروتين دورًا رئيسيًا في إشارات الخلايا والتعبير الجيني والتمايز، وتشارك فسفرة البروتين أيضًا في التحكم في تكرار الحمض النووي أثناء دورة الخلية، وكذلك في الآليات التي تتعامل مع كتل النسخ المتماثل التي يسببها الإجهاد، وعلى غرار حقيقيات النوى.
ما هي فسفرة البروتينات
تعد فسفرة البروتين آلية تنظيم خلوية مهمة، حيث يتم تنشيط أو إلغاء تنشيط العديد من الإنزيمات والمستقبلات عن طريق أحداث الفسفرة ونزع الفسفرة، وعن طريق الكينازات والفوسفاتازات.
وعلى وجه الخصوص، فإن كينازات البروتين مسؤولة عن إشارات التنبيغ الخلوي ويمكن العثور على فرط نشاطها أو خلل وظيفي أو فرط في التعبير في العديد من الأمراض، معظمها الأورام، ولذلك من الواضح أن استخدام مثبطات كيناز يمكن أن يكون ذا قيمة في علاج السرطان.
دور الفسفرة البروتينية في الظروف الفسيولوجية
فسفرة البروتين هي من أول الخطوات التي تكون حيوية حتى تنسق بعض الوظائف الخلوية والعضوية مثل تنظيم التمثيل الغذائي والتكاثر وموت الخلايا المبرمج والاتجار تحت الخلوي والالتهاب والعمليات الفسيولوجية الهامة الأخرى.
كما وتوجد هناك عدة طرق تعمل من خلالها الفسفرة لأداء دورها، أولاً، يعمل نشاط الفسفرة/ نزع الفسفرة كمفتاح جزيئي، وعلى سبيل المثال، لا يتم تنشيط بروتين كيناز إلا في فسفرة الجناح (follo wing) من مخلفات (Ser) و(Thr) الخاصة به، وبالتالي فهو قادر على تنظيم بقاء الخلية، ومن ناحية أخرى، عندما يتم نزع الفسفرة من الجين الورمي التيروزين-بروتين كيناز (c-Src)، يتم إيقافه مما يتسبب في منع تنظيم نمو الخلايا.
طريقة أخرى من الفسفرة هي تفاعل البروتين البروتين المؤقت، والذي يسمح بتعديل العديد من مسارات الإشارات مثال على ذلك هو بروتين خلية الكبيبات الكبيبي (Neph1)، وهو بروتين مهم لخلايا الكلى، يتفاعل مع Grb2، وهو بروتين محول يشارك في نقل الإشارات والاتصال الخلوي، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تنظم عملية فسفرة البروتين عملية نقل الإشارة؛ لأنها قادرة على تحفيز الانتقال تحت الخلوي للبروتين الذي تمت فسفرته بواسطة الآلية نفسها.
علاوة على ذلك، تؤدي الفسفرة على بقايا بروتين كيناز سيرين/ ثريونين (Ser350) من البروتين المرتبط بالوفاة (DAP) إلى الانتقال من السيتوبلازم إلى نواة كيناز الذي يحفز موت الخلايا المبرمج (DRAK2)، والذي يكون قادرًا على إحداث موت الخلايا المبرمج في T والخلايا البائية، وأيضا، تشارك الفسفرة بشكل أساسي في إنتاج وإعادة تدوير ATP، وبالتالي فهي مهمة في التفاعلات البيولوجية التي تتطلب طاقة.
فسفرة البروتين والسرطان
الفسفرة هي واحدة من أكثر PTMs شيوعًا التي تشارك في تنظيم العمليات البيولوجية المتعددة والإفراط في التعبير عن كيناز، ويمكن أن تؤدي الطفرات أو العيوب في الآليات التنظيمية إلى تنشيط شاذ أو خلل في تنظيم مسارات إشارات كيناز، وهذا هو أساس التولد الورمي للأورام المتعددة.
ولا يُعتبر السرطان مرضًا ينشأ من الطفرات الجينية فحسب، بل يُعد أيضًا مرضًا ينتج عن التغيرات اللاجينية، والتي تؤدي بشكل أساسي إلى تحرير مسارات نقل الإشارات مع التغييرات اللاحقة في الآليات الخلوية الطبيعية، والعديد من البروتينات التنظيمية الرئيسية التي تتحكم في التعبير الجيني هي أهداف للكينازات، ويمكن أن تؤدي إضافة مجموعة فوسفات إلى بروتين بواسطة كيناز إلى تغيير نشاط البروتين.
هذا وقد يرجع تأثيره المسرطن إلى حدوث طفرة في طرف الكربوكسيل للجزيء القادر على التخلص من بقايا التيروزين، مما يتسبب في حدوث تغييرات في التركيب، وأيضًا الفسفرة الذاتية غير المنتظمة غير المنظمة، مما يؤدي إلى إشارة زيادة النمو، وتم الإبلاغ عن انحرافات كينازات في أنواع مختلفة من السرطان. مثال على ذلك هو تضخيم (Her2/neu) الذي لوحظ في الخلايا السرطانية لسرطان الثدي الغازي، وتلعب الفسفرة دورًا رئيسيًا حتى في سرطان الفم.
