اقرأ في هذا المقال
هناك أربعة أشكال إسوية لبيروفات كيناز للثدييات (PKM1 ،PKM2 ،PKR ،PKL)، وتعبر معظم الأنسجة البالغة عن PKM2، ويقتصر التعبير عن الأشكال الإسوية الثلاثة الأخرى على الأنسجة وأنواع الخلايا المتميزة، وقد تم العثور على الشكل الإسوي PKM1 في الأنسجة التي تتطلب تقويضًا كبيرًا، مثل العضلات والقلب والدماغ.
ما هو البيروفات كيناز
(Pyruvate kinase) هو إنزيم يحفز تحويل (phosphoenolpyruvate) وADP إلى البيروفات وATP في تحلل السكر، ويلعب دورًا في تنظيم استقلاب الخلية، وهناك أربعة أشكال الإسفنج بيروفات كيناز للثدييات مع أنماط تعبير نسيج فريدة وخصائص تنظيمية، ويدعم الشكل الإسوي M2 لبيروفات كيناز (PKM2) عملية التمثيل الغذائي.
ويتم التعبير عنه في كل من الأنسجة السرطانية والأنسجة الطبيعية، وأيضا يتم تنظيم النشاط الأنزيمي لـ (PKM2) بشكل خافت من خلال كل من مسارات الإشارات داخل الخلايا والمستقلبات؛ وهكذا يدمج (PKM2) الإشارات ومدخلات التمثيل الغذائي لتعديل أيض الجلوكوز وفقًا لاحتياجات الخلية.
تنظيم بيروفات كيناز والخلايا السرطانية
جادل واربورغ، الذي أبلغ عن حدوث تغيرات في التمثيل الغذائي في الأنسجة السرطانية، بأن جذور السرطان تكمن في اضطراب التمثيل الغذائي بسبب فقدان القدرة التنفسية الخلوية، وقد أظهر كرابتري في الوقت نفسه نطاقًا أكبر من الأنماط الظاهرية الأيضية عبر مجموعة واسعة من أنواع الأورام، ولاحظ أيضا أن بعض الأورام لديها معدلات تنفس عالية، وقد أرست هذه الملاحظات الأساس لبحث لاحق حول التمثيل الغذائي التكاثري للخلايا السرطانية.
في عام 1980 تكهن إيجينبروت بأن بيروفات كيناز M2 (PKM2) تمت فسفرته وتعطيله بواسطة العديد من كينازات البروتين المكتشفة حديثًا، بما في ذلك بروتين SRC التيروزين كيناز، وقد اقترح (Eigenbrodt) أيضًا أن تثبيط خطوة بيروفات كيناز في تحلل السكر ضروري لتوجيه المستقلبات إلى مسار فوسفات البنتوز؛ لدعم التخليق الحيوي للنيوكليوتيدات الذي تتطلبه خلية سريعة الانقسام.
ومهدت هاتان الفكرتان – وتم ربط PKM2 بكل من إشارات السرطان واستقلاب السرطان – الطريق للعمل الحالي حول كيفية تأثير PKM2 على بيولوجيا السرطان، كما تم زيادة الانتباه لأن (PKM2) يتم التعبير عنه بشكل أساسي في جميع أنواع السرطانات البشرية، وبُذلت الجهود لاستخدام PKM2 كمؤشر بيولوجي للسرطان.
كما تم إجراء اتصال مباشر بين (PKM2) والإشارات المولدة للأورام عندما تبين أن (PKM2) يتفاعل مع الببتيدات والبروتينات المفسفرة على بقايا التيروزين في سياق نموذج يشبه SR، وأن هذه التفاعلات تسهل نمو الورم عن طريق تثبيط الإنزيم لتعزيز التمثيل الغذائي الابتنائي.
وأيضا قدمت هذه الملاحظات أساسًا لدراسة الاحتياجات الأيضية للخلايا المتكاثرة والجهود المستنيرة لفهم كيفية تعديل الإشارات الورمية في عملية التمثيل الغذائي لدعم نمو الخلايا السرطانية وبقائها على قيد الحياة.
تنظيم بيروفات كيناز في الجسم
تتمثل ميزة دراسة التنظيم الخيفي على التعديل التساهمي في أن التباين يسمح للتجريب بتغيير تركيز المستجيب، وبالتالي السماح بالتقدير الكمي المستقل لربط المستجيب والاقتران الخيفي، وفي المقابل تسمح هذه السعة باستخدام نظائر المستجيب لتحديد مناطق المستجيب التي تساهم في ربط المستجيب والتي تساهم في التنظيم الخيفي، ومثل العديد من البروتينات الأخرى، يتم تنظيم بيروفات كيناز الكبد البشري (hL-PYK) عن طريق الفسفرة.
يمكن القول بأنه الأشكال الإسوية لبيروفات كيناز تظهر الثدييات متغيرات حركية مماثلة فيما يتعلق بـ ADP، لكنها تختلف في حركتها وتنظيمها الخيفي، ويرتبط ADP بشكل غير تعاوني وذو تقارب كبير من جميع الأشكال الإسوية لبيروفات كيناز، وهذا الارتباط بشكل عام غير حساس للمؤثرات الخيفية.
