• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • W jaki sposób receptory dla białek wpływają na odporność rośliny

    15.06.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Wrodzony układ immunologiczny jest pierwszą linią obrony człowieka, zwierzęcia czy rośliny przed inwazyjnymi organizmami. Duńscy naukowcy odkryli składnik białka, który reguluje ten układ. Wyniki badań podkreślają również zmiany w mechanizmie regulującym, które mogą spowodować zakłócenia w układzie immunologicznym człowieka i rośliny. Odkrycia, opisane w czasopiśmie Science, przyczynią się do pogłębienia wiedzy na temat zaburzeń autoimmunologicznych człowieka oraz pomogą w pracach nad żywnością bezpieczniejszą i bardziej odporną na choroby.

    Zdaniem naukowców zmiany w receptorach dla białek mogą osłabiać układ immunologiczny lub skłaniać go do zbyt silnych reakcji, co prowadzi do zaburzeń autoimmunologicznych takich jak skaza moczanowa czy choroba Crohna u ludzi, a w przypadku roślin - do obrony przed patogenami urojonymi.

    Współautorzy badań, profesor Frank Takken z Uniwersytetu Amsterdamskiego (UvA) i dr Wladimir Tameling z Uniwersytetu w Wageningen i Ośrodka Badawczego (WUR) w Holandii powiedzieli, że receptory dla białek wielodomenowych decydują o różnicy między rośliną zdrową a chorą.

    Układ immunologiczny rośliny jest dwuwarstwowy: jedna warstwa opiera się na pozakomórkowych, transmembranowych receptorach, które rozpoznają "zachowane, powiązane z drobnoustrojami" molekuły i wywołują raczej słabą reakcję immunologiczną, która powstrzymuje kolonizację drobnoustrojów. Druga warstwa, która opiera się na białkach (R) o "wysoce polimorficznej" oporności, przebija się przez pierwszą, aby zwalczyć wyspecjalizowane czynniki zakaźne - wyjaśniają autorzy.

    "Białka R działają głównie (ale nie tylko) wewnątrzkomórkowo i zapewniają ochronę przed (pół-) biotroficznymi patogenami, które do proliferacji potrzebują żywych tkanek żywiciela" - czytamy w artykule. "W czasie infekcji patogeny te (które obejmują wiele wirusów, bakterii, grzybów i nicieni) wytwarzają czynniki chorobotwórczości (efektory), z których część przechodzi przez pierwszą warstwę układu immunologicznego rośliny, otwierając drogę do zakażenia."

    "Niektóre efektory, czy też wywoływane przez nie zakłócenia, są dostrzegane przez białka R, które w konsekwencji uruchamiają silne reakcje odpornościowe w roślinie, prowadzące często do samobójstwa zakażonych komórek" - napisali naukowcy.

    Naukowcy zauważyli, że kiedy białka wielodomenowe zauważą patogeny, zachodzą zmiany uzależnione od wymiany nukleotydów. "Większość białek R to wielodomenowe NB-LRR, nazwane tak z powodu swoich domen centralnego wiązania nukleotydu (NB) i fragmentu bogatego w leucyny (LRR)" - czytamy w raporcie. Domena NB jest częścią większej domeny zwanej NB-ARC - zauważają autorzy.

    Kolejnym krokiem, zdaniem naukowców, powinno być badanie biochemicznych właściwości białek w czasie regulacji reakcji odpornościowych rośliny. Dynamika i subkomórkowa lokalizacja kompleksów sygnalizacyjnych NB-LRR in vivo również powinny zostać zbadane - jak mówią. Rzucając więcej światła na to, który z partnerów wchodzi w interakcję z domeną NB, naukowcy mają nadzieję pozyskać wiedzę na temat sposobu, w jaki białko R aktywuje reakcje obronne żywiciela.

    "Kolejnym ważnym wyzwaniem będzie objaśnienie trójwymiarowej struktury białek R, najlepiej w różnych stanach konformacji, ponieważ stanowi ona klucz do pełnego poznania mechanizmów molekularnych, stojących za wyborem życia lub śmierci" - czytamy w podsumowaniu.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Science:
    http://www.sciencemag.org

    Uniwersytet Amsterdamski:
    http://www.uva.nl

    Uniwersytet w Wageningen i Ośrodek Badawczy:
    http://www.wur.nl

    Źródło danych: Science; Uniwersytet Amsterdamski
    Referencje dokumentu: Uniwersytet Amsterdamski; Science Takken F.L.W. i Tameling W.I.L. (2009) To nibble at plant resistance proteins. Science 324:744-46. DOI: 10.1126/science.1171666.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja). Białka LEA (ang. Late-embryogenesis abundant proteins) – grupa silnie hydrofilowych białek wytwarzanych podczas późnej embriogenezy roślin i zapewniających odporność na wysuszenie nasionom. Białka są wytwarzane przez rośliny także podczas stresu wodnego. Białka niepełnowartościowe (niedoborowe) – białka pochodzenia roślinnego, które zawierają mało lub nie zawierają wcale aminokwasów egzogennych (w przeciwieństwie do białek pełnowartościowych, doborowych). Białka takie występują m.in. nasionach roślin strączkowych, zbożach i orzechach. Mogą stanowić wystarczające źródło białka w diecie (np. wegańskiej), pod warunkiem spożywania różnych rodzajów takich białek, dzięki czemu dostarcza się wszystkich rodzajów aminokwasów egzogennych na zasadzie komplementacji.

    Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia. Białko wiążące mannozę albo lektyna wiążąca mannozę (MBL, z ang. Mannose-Binding Lectin) - zaliczane do kolektyn białko, spełniające ważną rolę w nieswoistej odpowiedzi immunologicznej, które ma zdolność do wiązania się z mannozą (i niektórymi innymi cukrami) i aktywacji na drodze lektynowej dopełniacza. Białko wiążące mannozę można zaliczyć do receptorów rozpoznających wzorce, które rozpoznaje substancje znajdujące się na powierzchni Gram-dodatnich i Gram-ujemnych bakterii, drożdży i niektórych wirusów, w efekcie pobudzając ich usunięcie.

    Roślinne białka PR (Pathogenesis Related) – grupa białek stwierdzonych w liściach roślin odpornych na patogeny po wniknięciu patogenu do komórek rośliny. Wyróżnia się co najmniej 11 klas białek PR. p21 / WAF1 (znany również jako inhibitor 1 kinaz zależnych od cyklin lub białko oddziałujące z CDK 1) – białko, które u człowieka kodowane jest przez gen CDKN1A, zlokalizowany na chromosomie 6 (6p21.2).

    Folding@home jest projektem internetowym zorganizowanym przez Stanford University w Stanach Zjednoczonych. Projekt ma na celu badanie procesów zwijania białek, koncentruje się na badaniu sposobu w jaki cząsteczka białka składa się w przestrzeni. Jest to o tyle ważne, że od tego kształtu zależą funkcje, jakie może ona pełnić w organizmie. Na skutek nieprawidłowego złożenia się cząstki, mogą powstawać białka wywołujące choroby takie jak: CJD, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, czy też słynne BSE, czyli "choroba szalonych krów". Receptory chemokin – receptory występujące na powierzchni niektórych komórek, które oddziałują z białkami z grupy cytokinchemokinami. Pomimo dużej różnorodności receptory te posiadają bardzo podobny schemat budowy i aktywacji jak same chemokiny. Tworzą 7 pętli przenikających błonę komórkową, a znajdujące się na wewnętrznej powierzchni błony fragmenty pętli drugiej i trzeciej związane są z białkiem G. Związki pomiędzy poszczególnymi receptorami są manifestowane przez konserwatywne motywy znajdowane w domenach transmembranowych.

    Demografia Białorusi rozumiana jest w niniejszym artykule przede wszystkim jako procesy i zjawiska demograficzne, które zachodziły we współczesnych granicach państwa białoruskiego, a więc zarówno w okresie Białoruskiej SRR, jak i niepodległej Republiki Białorusi.

    Białaczka kotów to choroba zakaźna, wywoływana przez retrowirus FeLV (ang. feline leukemia virus), charakteryzująca się przewlekłym przebiegiem. Występuje u kotów domowych na całym świecie. Pierwsze doniesienia o tej chorobie pojawiły się w latach 60. XX wieku. Białaczka uznawana jest za jedną z ważniejszych przyczyn zachorowań i śmierci młodych kotów. Przyjmuje się, że w Polsce 12 - 14% kotów jest zakażonych FeLV. Choroba ta jest specyficzna dla kota domowego, a więc nie przenosi się na inne gatunki zwierząt, nie jest groźna dla człowieka.

    Zmienność genetyczna – naturalne różnice sekwencji DNA (genotypu) organizmów jednego gatunku. Różnice te mogą powodować zmiany w budowie białek lub czasie i miejscu ich wytwarzania, w efekcie prowadząc do różnic w fenotypie, np. inne ubarwienie sierści, różna odporność na zmiany temperatury, zdolność (lub jej brak) do trawienia laktozy. Wiele cech, które są zróżnicowane genetycznie prawdopodobnie nie ma wpływu na przeżycie organizmów (np. kolor oczu u ludzi), ale zmienność genetyczna cech, które mogą wpłynąć na przystosowanie organizmów, to „paliwo” ewolucji. Organizmy mogą się też różnić nie kodującymi sekwencjami DNA. Takie różnice nie mają znanego nam wpływu na fenotyp, ale są użyteczne w analizie zmienności genetycznej przez biologów.

    Dodano: 15.06.2009. 15:11  


    Najnowsze