Efektori (biologia)

Molekyylibiologiassa ja biokemiassa termi efektori tai efektorimolekyyli ymmärretään yleensä pieneksi ei-proteiinimolekyyliksi , joka sitoutuu selektiivisesti tiettyihin proteiineihin ja säätelee niiden biologista aktiivisuutta . Tässä mielessä efektorimolekyylit toimivat spesifisinä ligandeina , jotka voivat lisätä tai vähentää entsyymiaktiivisuutta , transkriptiota ja geeniekspressiota tai solunsisäistä tai solujenvälistä signalointia . Efektorimolekyylit voivat myös suoraan säädellä joidenkin mRNA -molekyylien aktiivisuutta (ovat niin sanottuja "riboswitche").

Joissain tapauksissa myös melko suuret proteiinimolekyylit (ns. efektoriproteiinit , joita voidaan kutsua myös yksinkertaisesti efektoreiksi) voivat toimia efektorimolekyyleina , erityisesti solunsisäisissä signalointikaskadeissa.

Termiä efektori käytetään myös muilla biologian ja fysiologian aloilla . Joten fysiologiassa efektorielintä kutsutaan usein toimeenpanevaksi elimeksi tai kohde-elimeksi, joka suorittaa tiettyjä keskushermoston tai umpieritysrauhasten "käskyjä" . Esimerkiksi, jos käsi vedetään refleksisesti pois kuumalta liedeltä, efektorielin on käsi . Kun ACTH vapautuu vereen, lisämunuaisen kuori on efektorielin . Ja jos stressin aiheuttama adrenaliinipitoisuuden nousu veriplasmassa ja sympaattisten stimulaatioimpulssien virtaus lisääntyy keskushermostosta, efektorielimiä ovat kaikki elimet, joilla on sympaattinen hermotus tai adrenoreseptoreita ( sydän , keuhkoputket , lihakset jne.). Effektoripää (tai efektoripää, efektorisynapsi) on aksonin distaalinen pää, jonka kautta hermosolu on suoraan kosketuksessa elimeen tai kudokseen , jota se stimuloi tai estää.

Immunologiassa efektorisoluja, toisin kuin säätelysoluja, kutsutaan soluiksi, jotka suorittavat suoraan immuniteetin tehtäviä , kuten havaitsevat, tunnistavat ja tuhoavat pahanlaatuisia soluja , bakteereja , sieniä ja muita patogeenejä.

Esimerkkejä efektorimolekyyleistä

  1. Primääriset efektorit  ovat efektoriproteiineja, jotka käynnistävät vastaavat signalointikaskadit. Esimerkiksi adenylaattisyklaasin signalointireitillä ensisijainen efektori on adenylaattisyklaasi, fosfolipaasisignalointireitillä  fosfolipaasi C. Primaariset efektorit aiheuttavat toissijaisten lähettimien muodostumista ja ne puolestaan ​​aktivoivat sekundaarisia efektoriproteiineja.
  2. Toissijaiset efektorit  ovat efektoriproteiineja, jotka ovat toisten lähettiläiden toiminnan kohteita. Esimerkiksi adenylaattisyklaasireitissä proteiinikinaasi A on pääasiallinen toissijainen efektori , ja fosfolipaasireitillä proteiinikinaasi C on .
  3. Tertiääriset efektorit  ovat efektoriproteiineja, jotka ovat sekundaaristen efektorien toiminnan kohteita (usein useampi kuin yksi kohde). Kvaternaariset efektorit ja N:nnen kertaluvun efektorit erotetaan edelleen samalla tavalla, missä N on taso solunsisäisen signaalin lähetyksen kaskadissa.
  4. Allosteeriset efektorit  ovat efektorimolekyylejä, jotka voivat sitoutua RNA :n transkriptioon osallistuviin säätelyproteiineihin muuttaakseen niiden aktiivisuutta [1] . Erityisesti allosteerisesta aktivaatiosta johtuen aktivaattoriproteiinit muuttuvat aktiivisiksi ja voivat sitoutua DNA :han ja helpottaa RNA-polymeraasin käynnistymistä , kun taas repressoriproteiinit muuttuvat inaktiivisiksi eivätkä voi sitoutua DNA:han eivätkä häiritä RNA-polymeraasia. Tämän seurauksena RNA-polymeraasi voi sitoutua DNA:han ja aloittaa translaatioprosessin. Allosteerinen esto on päinvastainen prosessi.
  5. Bakteeriefektorit  ovat efektoriproteiinimolekyylejä, joita bakteerit vapauttavat ulkoiseen ympäristöön ja vaikuttavat isäntäorganismin solujen elintärkeään toimintaan, tai jopa suoraan (yleensä patogeenisten) bakteerien injektoimia (injektoimia) isäntäorganismin soluihin . Injektioprosessia ( injektiota) välittää bakteerien erikoistunut eritysjärjestelmä, esimerkiksi tyypin III eritysjärjestelmä [2] .
  6. Sieniefektorit  ovat efektoriproteiinimolekyylejä, joita patogeeniset sienet erittävät ulkoiseen ympäristöön tai suoraan isäntäorganismin soluihin heikentääkseen isännän immuniteettia, helpottaakseen invaasiota ja kolonisaatiota [3] .

Kasveille patogeeniset sienet käyttävät kahta erilaista efektoriproteiinimolekyylien eritysjärjestelmää [4] ja jokainen eritysreitti on spesifinen jollekin efektorimolekyyliperheelle:

  1. apoplastiset efektorit : proteiinit, jotka jäävät apoplastin sisään; ne siirtyvät ja kerääntyvät erityiseen osastoon, joka peittää turvallisesti sienen kasvavat hyfit ulkoisesta ympäristöstä ja jota kutsutaan "sienen ulkoiseksi invasiiviseksi kalvoksi";
  2. sytoplasmiset efektorit : proteiinit, jotka pystyvät pääsemään kasvisolujen sytoplasmaan. Aluksi ne kerääntyvät monimutkaiseen rakenteeseen, joka näkyy rajapinnana kasvin ja sienen risteyksessä ja jota kutsutaan "biotrofiseksi rajapintakompleksiksi". Sitten ne siirtyvät sienen invasiiviselta ulkokalvolta kasvisoluihin. On osoitettu, että sytoplasmiset efektorit voivat ylittää useiden kasvisolukerrosten etäisyyden. Oletetaan, että tällä tavalla ne valmistavat nämä solukerrokset sienen myöhempää tunkeutumista varten (sienen miehittämän tilan laajentaminen).

Efektorityypit

Muistiinpanot

  1. ↑ Anthony JF Griffiths. Johdatus geneettiseen analyysiin  (määrittelemätön) . - 10. painos - New York, NY: Freeman. - S. 410-411. — ISBN 1-4292-7634-7 .
  2. ↑ Cambronne ED , Roy CR Effektoriproteiinien tunnistaminen ja toimittaminen eukaryoottisoluihin bakteerien eritysjärjestelmillä.  (englanti)  // Liikenne (Kööpenhamina, Tanska). - 2006. - Voi. 7, ei. 8 . - s. 929-939. - doi : 10.1111/j.1600-0854.2006.00446.x . — PMID 16734660 .
  3. ↑ Steinberg, G. Hyphal growth: a tale of motors, lipids, and spitzenkörper  // Eukaryotic  Cell : Journal. - 2007. - Voi. 6 , ei. 3 . - s. 351-360 . - doi : 10.1128/EC.00381-06 . — PMID 17259546 .
  4. ↑ Giraldo MC, Dagdas YF, Gupta YK, Mentlak TA, Yi M., Martinez-Rocha AL, Saitoh H., Terauchi R., Talbot NJ & Valent B. Kaksi erillistä eritysjärjestelmää helpottavat Magnaporthe oryzae -riisin räjähdyssienen tunkeutumista kudoksiin  (englanniksi)  : päiväkirja. - Nat Commun, 2013. - Voi. 4 . - doi : 10.1038/ncomms2996 .