معلومة

4.2: الدهون - علم الأحياء

4.2: الدهون - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

الدهون هي مجموعة متنوعة من المركبات الكارهة للماء والتي تشمل جزيئات مثل الدهون والزيوت والشموع والفوسفوليبيد والمنشطات. معظم الدهون هي في جوهرها الهيدروكربونات ، وهي جزيئات تشتمل على العديد من روابط الكربون والكربون غير القطبية أو روابط الكربون الهيدروجينية. توفر وفرة المجموعات الوظيفية غير القطبية للدهون درجة من خاصية كارهة الماء ("الخوف من الماء") ومعظم الدهون لها قابلية منخفضة للذوبان في الماء. اعتمادًا على خصائصها الفيزيائية (المشفرة بتركيبها الكيميائي) ، يمكن أن تؤدي الدهون العديد من الوظائف في الأنظمة البيولوجية بما في ذلك تخزين الطاقة ، والعزل ، وتشكيل الحاجز ، والإشارات الخلوية. ربما يكون تنوع جزيئات الدهون ونطاق أنشطتها البيولوجية كبيرًا بشكل مدهش بالنسبة لمعظم الطلاب الجدد في علم الأحياء. لنبدأ بتطوير فهم أساسي لهذه الفئة من الجزيئات الحيوية.

دهون وزيوت

جزيء دهن شائع أو الدهون الثلاثية. هذه الأنواع من الجزيئات هي بشكل عام كارهة للماء ، وعلى الرغم من أن لها وظائف عديدة ، فمن المحتمل أن تشتهر بأدوارها في دهون الجسم والزيوت النباتية. جزيء ثلاثي الجليسريد مشتق من نوعين من المكونات الجزيئية - مجموعة "رأس" قطبية ومجموعة "ذيل" غير قطبية. مجموعة "الرأس" من أ الدهون الثلاثية مشتق من جزيء جلسرين واحد. يتكون الجلسرين ، وهو كربوهيدرات ، من ثلاثة كربون وخمسة هيدروجين وثلاث مجموعات وظيفية هيدروكسيل (-OH). غير القطبية حمض دهني تتكون مجموعة "الذيل" من ثلاثة هيدروكربونات (مجموعة وظيفية تتكون من روابط C-H) التي تحتوي أيضًا على مجموعة وظيفية كربوكسيل قطبية (ومن هنا جاء مصطلح "الأحماض الدهنية" - مجموعة الكربوكسيل حمضية في معظم الأس الهيدروجيني ذات الصلة بيولوجيًا). قد يتراوح عدد الكربون في الأحماض الدهنية من 4 إلى 36 ؛ الأكثر شيوعًا هي تلك التي تحتوي على 12-18 ذرة كربون.

شكل 1. يتكون Triacylglycerol من انضمام ثلاثة أحماض دهنية إلى العمود الفقري للجليسرول في تفاعل الجفاف. يتم إطلاق ثلاثة جزيئات من الماء في هذه العملية. الإسناد: Marc T. Facciotti (عمل خاص)

ملاحظة: مناقشة ممكنة

نماذج من الدهون الثلاثية الموضحة أعلاه تصور نسبيا مواقع الذرات في الجزيء. إذا كنت تبحث عن صور للدهون الثلاثية في محرك بحث Google ، فستجد بعض النماذج التي تُظهر ذيول الفوسفوليبيد في مواضع مختلفة عن تلك الموضحة أعلاه. باستخدام حدسك ، أعط رأيًا عن النموذج الذي تعتقد أنه يمثل تمثيلًا أكثر صحة للحياة الواقعية. لماذا ا؟

الشكل 2. حمض الستريك هو حمض دهني مشبع شائع. حمض الأوليك وحمض اللينولينيك من الأحماض الدهنية غير المشبعة الشائعة. Facciotti (العمل الخاص)

ملاحظة: مناقشة ممكنة

تتكون الدهون الطبيعية مثل الزبدة وزيت الكانولا وما إلى ذلك في الغالب من الدهون الثلاثية. تختلف الخصائص الفيزيائية لهذه الدهون المختلفة اعتمادًا على عاملين:

  1. عدد الكربون في سلاسل الهيدروكربون ؛
  2. عدد حالات إزالة التشبع ، أو الروابط المزدوجة ، في سلاسل الهيدروكربون.

يؤثر العامل الأول على كيفية تفاعل هذه الجزيئات مع بعضها البعض ومع الماء ، بينما يؤثر العامل الثاني بشكل كبير على شكلها. يؤدي إدخال الرابطة المزدوجة إلى حدوث "تشويش" في الهيدروكربون "المستقيم" نسبيًا ، كما هو موضح في شكل مبالغ فيه قليلاً في الشكل 3.

بناءً على ما يمكنك فهمه من هذا الوصف الموجز ، اقترح سببًا منطقيًا - بكلماتك الخاصة - لشرح سبب صلابة الزبدة في درجة حرارة الغرفة بينما يكون الزيت النباتي سائلًا.

إليك معلومة مهمة يمكن أن تساعدك في السؤال: تحتوي الزبدة على نسبة أكبر من الهيدروكربونات الأطول والمشبعة في الدهون الثلاثية مقارنة بالزيت النباتي.

الشكل 3. الأحماض الدهنية المشبعة المباشرة مقابل الأحماض الدهنية غير المشبعة "المنحنية" / "الملتوية". Facciotti (العمل الخاص)

ستيرول

منشطات هي دهون ذات هيكل حلقة مدمجة. على الرغم من أنها لا تشبه الدهون الأخرى التي تمت مناقشتها هنا ، فقد تم تصنيفها على أنها دهون لأنها تتكون أيضًا إلى حد كبير من الكربون والهيدروجين ، وهي كارهة للماء وغير قابلة للذوبان في الماء. جميع المنشطات لها أربع حلقات كربون مرتبطة. تحتوي العديد من المنشطات أيضًا على المجموعة الوظيفية -OH التي تضعها في تصنيف الكحول للستيرولات. العديد من المنشطات ، مثل الكوليسترول ، لها ذيل قصير. الكوليسترول هو الستيرويد الأكثر شيوعًا. يتم تصنيعه بشكل أساسي في الكبد وهو مقدمة للعديد من هرمونات الستيرويد مثل التستوستيرون. كما أنه مقدمة لفيتامين د والأملاح الصفراوية التي تساعد في استحلاب من الدهون وامتصاصها لاحقًا بواسطة الخلايا. على الرغم من الحديث عن الكوليسترول في كثير من الأحيان بعبارات سلبية ، إلا أنه ضروري للتشغيل السليم للعديد من الخلايا الحيوانية ، لا سيما في دوره كعنصر من مكونات غشاء البلازما حيث يُعرف عنه بتعديل بنية الغشاء وتنظيمه وسيولته.

الشكل 4. الكوليسترول هو جزيء دهني معدل يتم تصنيعه بواسطة خلايا حيوانية وهو عنصر هيكلي رئيسي في الأغشية الخلوية. الكورتيزول هو هرمون (جزيء إشارة) يتم إطلاقه غالبًا استجابة للإجهاد. Facciotti (العمل الخاص)

ملاحظة: مناقشة ممكنة

في جزيء الكورتيزول أعلاه ، ما أجزاء الجزيء التي تصنفها كمجموعات وظيفية؟ هل هناك أي خلاف حول ما يجب وما لا يجب إدراجه كمجموعة وظيفية؟

الفوسفوليبيد

الفوسفوليبيد المكونات الرئيسية لغشاء الخلية ، الطبقة الخارجية للخلايا. مثل الدهون ، فهي تتكون من سلاسل الأحماض الدهنية المرتبطة بجزيء الجلسرين. على عكس ثلاثي الجلسرين ، فإن الفوسفوليبيد له ذيلان من الأحماض الدهنية ومجموعة فوسفات مرتبطة بالسكر. لذلك تكون الفوسفوليبيد برمائي الجزيئات ، بمعنى أنها تحتوي على جزء كاره للماء وجزء محب للماء. سلاسل الأحماض الدهنية الممتدة من الجلسرين كارهة للماء ولا يمكن أن تتفاعل مع الماء ، في حين أن مجموعة الرأس المحتوية على الفوسفات محبة للماء وتتفاعل مع الماء. هل يمكنك تحديد المجموعات الوظيفية الموجودة في الفسفوليبيد أدناه والتي تعطي كل جزء من الفسفوليبيد خصائصه؟

ملحوظة

تأكد من ملاحظة في الشكل 5 أن مجموعة الفوسفات بها مجموعة R مرتبطة بإحدى ذرات الأكسجين. R هو متغير شائع الاستخدام في هذه الأنواع من الرسوم البيانية للإشارة إلى أن بعض الذرات أو الجزيئات الأخرى مرتبطة في هذا الموضع. يمكن أن يكون هذا الجزء من الجزيء مختلفًا في فوسفوليبيدات مختلفة - وسوف ينقل بعض الكيمياء المختلفة للجزيء بأكمله. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، أنت مسؤول عن القدرة على التعرف على هذا النوع من الجزيئات (بغض النظر عن مجموعة R) بسبب العناصر الأساسية المشتركة - العمود الفقري للجليسرول ، ومجموعة الفوسفات ، وذيول الهيدروكربونات.

الشكل 5. الفسفوليبيد عبارة عن جزيء يحتوي على اثنين من الأحماض الدهنية ومجموعة فوسفات معدلة مرتبطة بعمود فقري من الجلسرين. يمكن تعديل الفوسفات بإضافة مجموعات كيميائية مشحونة أو قطبية. قد تقوم العديد من مجموعات R الكيميائية بتعديل الفوسفات. يتم عرض الكولين والسيرين والإيثانولامين هنا. ترتبط هذه بمجموعة الفوسفات في الموضع المسمى R عبر مجموعات الهيدروكسيل الخاصة بهم.
الإسناد: Marc T. Facciotti (عمل خاص)

في وجود الماء ، فإن بعض الفسفوليبيدات سوف ترتب نفسها تلقائيًا في micelle (الشكل 6). سيتم ترتيب الدهون بحيث تكون مجموعاتها القطبية على السطح الخارجي للميلي ، وستكون ذيول غير قطبية في الداخل. في ظل ظروف أخرى ، يمكن أيضًا أن تتكون طبقة ثنائية الدهون. يتكون هذا الهيكل ، الذي يبلغ سمكه بضعة نانومترات فقط ، من طبقتين متعارضتين من الدهون الفوسفورية بحيث تصطف جميع ذيول الكارهة للماء وجهاً لوجه في وسط الطبقة الثنائية وتحيط بها مجموعات الرأس المحبة للماء. تتشكل طبقة ثنائية الفوسفوليبيد كهيكل أساسي لمعظم أغشية الخلايا وهي مسؤولة عن الطبيعة الديناميكية لغشاء البلازما.

الشكل 6. في وجود الماء ، بعض الفسفوليبيدات سوف ترتب نفسها تلقائيًا في micelle. المصدر: تم إنشاؤه بواسطة إيرين إيسلون (عمل خاص)

ملاحظة: مناقشة ممكنة

كما ذكرنا سابقًا ، إذا كنت ستأخذ بعض الدهون الفوسفورية النقية وتضعها في الماء ، فإن بعضًا من الفسفوليبيد سيتشكل تلقائيًا في المذيلات. يبدو هذا وكأنه عملية يمكن وصفها من خلال قصة الطاقة.

ارجع إلى نموذج تقييم Energy Story وحاول إنشاء قصة طاقة لهذه العملية - أتوقع أن الخطوات التي تتضمن وصف الطاقة قد تكون صعبة في هذه المرحلة (سنعود إلى ذلك لاحقًا) ولكن يجب أن تكون قادرًا على ذلك قم بالخطوات الثلاث الأولى على الأقل. يمكنك أيضًا نقد عمل بعضكما البعض بشكل بنّاء لإنشاء قصة محسّنة.

تمت مناقشة غشاء الفسفوليبيد بالتفصيل في وحدة لاحقة. سيكون من المهم تذكر الخصائص الكيميائية المرتبطة بالمجموعات الوظيفية في الفسفوليبيد لفهم وظيفة غشاء الخلية.


دهون

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

دهون، أي مجموعة متنوعة من المركبات العضوية بما في ذلك الدهون والزيوت والهرمونات ومكونات معينة من الأغشية التي يتم تجميعها معًا لأنها لا تتفاعل بشكل ملحوظ مع الماء. يتم عزل نوع واحد من الدهون ، وهو الدهون الثلاثية ، كدهن في الخلايا الدهنية ، والتي تعمل كمستودع لتخزين الطاقة للكائنات الحية وتوفر أيضًا عزلًا حراريًا. تعمل بعض الدهون مثل هرمونات الستيرويد كمراسلة كيميائية بين الخلايا والأنسجة والأعضاء ، والبعض الآخر ينقل الإشارات بين الأنظمة الكيميائية الحيوية داخل خلية واحدة. أغشية الخلايا والعضيات (الهياكل داخل الخلايا) هي هياكل رقيقة مجهريًا تتكون من طبقتين من جزيئات الفوسفوليبيد. تعمل الأغشية على فصل الخلايا الفردية عن بيئاتها وتقسيم الجزء الداخلي للخلية إلى هياكل تؤدي وظائف خاصة. من الأهمية بمكان هذه الوظيفة التقسيمية أن الأغشية ، والدهون التي تشكلها ، يجب أن تكون ضرورية لأصل الحياة نفسها.

ما هو الدهن؟

الدهون هي أي من المركبات العضوية المختلفة غير القابلة للذوبان في الماء. وهي تشمل الدهون والشموع والزيوت والهرمونات ومكونات معينة من الأغشية وتعمل كجزيئات لتخزين الطاقة ورسائل كيميائية. تعد الدهون ، جنبًا إلى جنب مع البروتينات والكربوهيدرات ، أحد المكونات الهيكلية الرئيسية للخلايا الحية.

لماذا تعتبر الدهون مهمة؟

الدهون هي مجموعة متنوعة من المركبات وتخدم العديد من الوظائف المختلفة. على المستوى الخلوي ، تعتبر الفسفوليبيدات والكوليسترول بعض المكونات الأساسية للأغشية التي تفصل الخلية عن بيئتها. الهرمونات المشتقة من الدهون ، والمعروفة باسم هرمونات الستيرويد ، هي رسل كيميائي مهم وتشمل التستوستيرون والإستروجين. على المستوى العضوي ، تعمل الدهون الثلاثية المخزنة في الخلايا الدهنية كمستودعات لتخزين الطاقة وتوفر أيضًا عزلًا حراريًا.

ما هي طوافات الدهون؟

أطواف الدهون هي مناطق محتملة من غشاء الخلية تحتوي على تركيزات عالية من الكوليسترول والدهون الجليكوسفينية. لم يتم إثبات وجود طوافات دهنية بشكل قاطع ، على الرغم من أن العديد من الباحثين يشكون في وجود مثل هذه الطوافات بالفعل وقد تلعب دورًا في سيولة الغشاء والتواصل من خلية إلى خلية والعدوى بالفيروسات.

الماء هو الوسط البيولوجي - المادة التي تجعل الحياة ممكنة - وكل المكونات الجزيئية للخلايا الحية تقريبًا ، سواء كانت موجودة في الحيوانات أو النباتات أو الكائنات الحية الدقيقة ، قابلة للذوبان في الماء. جزيئات مثل البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات لها صلة بالماء وتسمى محبة للماء ("محبة للماء"). ومع ذلك ، فإن الدهون كارهة للماء ("تخشى الماء"). بعض الدهون هي amphipathic - جزء من بنيتها محبة للماء وجزء آخر ، عادة قسم أكبر ، كاره للماء. تُظهر الدهون الأمفيباثية سلوكًا فريدًا في الماء: فهي تشكل تلقائيًا مجاميع جزيئية مرتبة ، مع نهاياتها المحبة للماء من الخارج ، عند ملامستها للماء ، وأجزائها الكارهة للماء من الداخل ، محمية من الماء. هذه الخاصية هي مفتاح دورها كمكونات أساسية للأغشية الخلوية والعضية.

على الرغم من أن الدهون البيولوجية ليست بوليمرات جزيئية كبيرة (على سبيل المثال ، البروتينات والأحماض النووية والسكريات المتعددة) ، يتم تكوين العديد من خلال الارتباط الكيميائي للعديد من الجزيئات المكونة الصغيرة. العديد من هذه اللبنات الجزيئية متشابهة أو متشابهة في التركيب. تسمح التماثلات بتصنيف الدهون إلى مجموعات رئيسية قليلة: الأحماض الدهنية ومشتقات الأحماض الدهنية والكوليسترول ومشتقاته والبروتينات الدهنية. تتناول هذه المقالة المجموعات الرئيسية وتشرح كيف تعمل هذه الجزيئات كجزيئات تخزين الطاقة ، ورسائل كيميائية ، ومكونات هيكلية للخلايا.


فيتامينات قابلة للذوبان في الدهون

يتم تخزين الفيتامينات التي تذوب في الدهون في الأنسجة الدهنية وفي الكبد. يتم التخلص منها من الجسم بشكل أبطأ من الفيتامينات القابلة للذوبان في الماء. تشمل الفيتامينات التي تذوب في الدهون الفيتامينات A و D و E و K. فيتامين A مهم للرؤية وكذلك الجلد والأسنان وصحة العظام. يساعد فيتامين د في امتصاص العناصر الغذائية الأخرى بما في ذلك الكالسيوم والحديد. يعمل فيتامين (هـ) كمضاد للأكسدة ويساعد أيضًا في وظيفة المناعة. يساعد فيتامين ك في عملية تخثر الدم والحفاظ على عظام قوية.


شموع

الشكل 7. الأغطية الشمعية على بعض الأوراق مصنوعة من الدهون. (الائتمان: روجر جريفيث)

الشمع يغطي ريش بعض الطيور المائية وسطوح أوراق بعض النباتات. بسبب الطبيعة الكارهة للماء للشموع ، فإنها تمنع الماء من الالتصاق بالسطح (الشكل 7). تتكون الشموع من سلاسل طويلة من الأحماض الدهنية المؤسترة إلى كحول طويل السلسلة.


4.2: الدهون - علم الأحياء

الدهون هي إحدى المجموعات الرئيسية الأربع للجزيئات العضوية ، أما الثلاث الأخرى فهي البروتينات والأحماض النووية (DNA) والكربوهيدرات (السكريات). تتكون الدهون من نفس عناصر الكربوهيدرات: الكربون والهيدروجين والأكسجين. ومع ذلك ، تميل الدهون إلى احتواء العديد من ذرات الهيدروجين أكثر من ذرات الأكسجين.

تشمل الدهون الدهون والستيرويدات والفوسفوليبيد والشمع. إحدى السمات الرئيسية للدهون هي أنها لا تذوب في الماء.

تلعب الدهون دورًا مهمًا في الكائنات الحية. تشمل بعض وظائفها الرئيسية تخزين الطاقة والهرمونات وأغشية الخلايا.

  • الدهون المشبعة - الدهون المشبعة هي مواد صلبة في درجة حرارة الغرفة. تأتي هذه الدهون غالبًا من أطعمة مثل اللحوم الحمراء والجبن والزبدة. يطلق على الدهون المشبعة أحيانًا اسم الدهون "السيئة" لأنه من المعروف أنها تسبب ارتفاع نسبة الكوليسترول في الدم ، وتسد الشرايين ، بل وتزيد من خطر الإصابة ببعض أنواع السرطان.
  • الدهون غير المشبعة - الدهون غير المشبعة هي سوائل في درجة حرارة الغرفة. تأتي هذه الدهون غالبًا من أطعمة مثل المكسرات والخضروات والأسماك. تعتبر الدهون غير المشبعة أفضل بكثير بالنسبة لك من الدهون المشبعة وتسمى أحيانًا الدهون "الجيدة".

تشبه الشموع الدهون في تركيبتها الكيميائية ، إلا أنها تحتوي على سلسلة واحدة طويلة من الأحماض الدهنية. الشموع لينة وبلاستيكية في درجة حرارة الغرفة. تنتجها الحيوانات والنباتات وعادة ما تستخدم للحماية. تستخدم النباتات الشمع للمساعدة في منع فقدان الماء. لدى البشر شمع في آذاننا للمساعدة في حماية طبلة الأذن.

المنشطات هي مجموعة رئيسية أخرى من الدهون. تشمل الستيرويدات الكوليسترول والكلوروفيل والهرمونات. تستخدم أجسامنا الكوليسترول لإنتاج هرمونات التستوستيرون (هرمونات الذكورة) والإستروجين (الهرمونات الأنثوية). تستخدم النباتات الكلوروفيل لامتصاص الضوء من أجل التمثيل الضوئي.

هل المنشطات ضارة بالنسبة لك؟

ليست كل المنشطات سيئة. تحتاج أجسامنا إلى المنشطات مثل الكوليسترول والكورتيزول للبقاء على قيد الحياة ، لذا فإن بعض المنشطات مفيدة لنا. هناك أيضًا العديد من المنشطات التي يستخدمها الأطباء لمساعدة المرضى.

ومع ذلك ، فإن نوع المنشطات التي تسمع عنها في الرياضة ، المنشطات الابتنائية ، يمكن أن يكون سيئًا للغاية بالنسبة لك. يمكن أن تسبب جميع أنواع الضرر لجسمك بما في ذلك السكتات الدماغية والفشل الكلوي والجلطات الدموية وتلف الكبد.

تشكل الفوسفوليبيدات المجموعة الرابعة الرئيسية من الدهون. إنها تشبه الدهون في تركيبتها الكيميائية. الفسفوليبيدات هي أحد المكونات الهيكلية الرئيسية لجميع أغشية الخلايا.


مناهج البيولوجيا الكيميائية والتركيبية لفهم الوظائف الخلوية - الجزء ج

ماركوس جي سي لونج. Yimon Aye ، طرق في علم الإنزيمات ، 2020

2.2 التعرض شبه الداخلي ، المطول: محاكاة التخليق الحيوي الداخلي للـ RES

تم بناء الابتكار الأخير من مختبر Marnett على تغذية الخلايا بحمض اللينوليك (LA) ، وهو مقدمة لمركبات كهربائية مشتقة من الدهون (Beavers et al. ، 2017). تم تعديل LA باستخدام ألكين طرفي بعد ذلك ، تم تحفيز الخلايا باستخدام LA (ألكين) بتركيزات ميكرومولار لمدة 24 ساعة ، متبوعًا بالسكاروليبيد جليكان ، Kdo2-lipid A ، لمدة 24 ساعة أخرى (الشكل 1 ج). تتيح تجربة موازية باستخدام LA non-alkyne-وظيفية بالاشتراك مع تحليل البروتينات المستندة إلى SILAC معرف الهدف الكمي. تم تحديد 3300 بروتين على أنها حساسة لـ HNE من 3816 بروتينًا إجماليًا باستخدام هذا النهج. تتشابه مخرجات البيانات مع تلك التي تم الحصول عليها من خلال طرق الالتقاط المباشر (والتي تعمل على فرضية أن البروتينات HNEylated تحتوي عادةً على ألدهيد تفاعلي بعد التقريب مايكل) التي أبلغ عنها مختبر وانغ (Chen et al. ، 2018). شهدت كلتا الطريقتين اختلافات كبيرة عبر مجموعات البيانات التي تم الحصول عليها على مدى ثلاثة أشواط. كان أحد الاستنتاجات من هذه البيانات أن بروتينات الميتوكوندريا كانت الأكثر تفاعلًا في ظل هذه الظروف. ومع ذلك ، فإن مقدار خصوصية هذه العضية بسبب توليد الإجهاد الموضعي ، أو قدرة الاستشعار الضمنية ، غير معروف.


البروتينات

بينما تحمل الأحماض النووية المعلومات الجينية للخلية ، فإن المسؤولية الأساسية للبروتينات هي تنفيذ المهام التي توجهها تلك المعلومات. البروتينات هي الأكثر تنوعًا بين جميع الجزيئات الكبيرة ، وتحتوي كل خلية على عدة آلاف من البروتينات المختلفة ، والتي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف. تشمل أدوار البروتينات العمل كمكونات هيكلية للخلايا والأنسجة ، والعمل في نقل وتخزين الجزيئات الصغيرة (على سبيل المثال ، نقل الأكسجين عن طريق الهيموغلوبين) ، ونقل المعلومات بين الخلايا (على سبيل المثال ، هرمونات البروتين) ، وتوفير دفاع ضد العدوى (مثل الأجسام المضادة). ومع ذلك ، فإن الخاصية الأساسية للبروتينات هي قدرتها على العمل كأنزيمات ، والتي ، كما نوقش في القسم التالي ، تحفز تقريبًا جميع التفاعلات الكيميائية في الأنظمة البيولوجية. وهكذا ، تقوم البروتينات بتوجيه جميع أنشطة الخلية تقريبًا. يشار إلى الأهمية المركزية للبروتينات في الكيمياء البيولوجية من خلال اسمها المشتق من الكلمة اليونانية البروتينات، بمعنى & # x0201c من المرتبة الأولى. & # x0201d

البروتينات عبارة عن بوليمرات من 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة. يتكون كل حمض أميني من ذرة كربون (تسمى & # x003b1 كربون) مرتبطة بمجموعة كربوكسيل (COO -) ، مجموعة أمينية (NH3 +) ، ذرة هيدروجين ، وسلسلة جانبية مميزة (الشكل 2.13). تحدد الخصائص الكيميائية المحددة للسلاسل الجانبية المختلفة للأحماض الأمينية أدوار كل حمض أميني في بنية البروتين ووظيفته.

الشكل 2.13

تركيب الأحماض الأمينية. يتكون كل حمض أميني من ذرة كربون مركزية (الكربون & # x003b1) مرتبطة بذرة هيدروجين ومجموعة كربوكسيل ومجموعة أمينية وسلسلة جانبية محددة (المعينة R). في درجة الحموضة الفسيولوجية ، كل من الكربوكسيل والأمينو (المزيد)

يمكن تصنيف الأحماض الأمينية إلى أربع فئات عامة وفقًا لخصائص سلاسلها الجانبية (الشكل 2.14). عشرة أحماض أمينية لها سلاسل جانبية غير قطبية لا تتفاعل مع الماء. الجليسين هو أبسط حمض أميني ، مع سلسلة جانبية تتكون من ذرة هيدروجين فقط. يحتوي Alanine و valine و leucine و isoleucine على سلاسل جانبية هيدروكربونية تتكون من ما يصل إلى أربع ذرات كربون. السلاسل الجانبية لهذه الأحماض الأمينية كارهة للماء ، وبالتالي تميل إلى أن تكون موجودة في داخل البروتينات ، حيث لا تكون على اتصال بالماء. يحتوي البرولين بالمثل على سلسلة جانبية هيدروكربونية ، ولكنه فريد من نوعه من حيث أن سلسلته الجانبية مرتبطة بالنيتروجين في المجموعة الأمينية وكذلك بالكربون & # x003b1 ، مما يشكل بنية دورية. تحتوي السلاسل الجانبية لاثنين من الأحماض الأمينية ، السيستين والميثيونين ، على ذرات الكبريت. الميثيونين كاره للماء تمامًا ، لكن السيستين أقل من ذلك بسبب مجموعة السلفهيدريل (SH). كما نوقش لاحقًا ، تلعب مجموعة السلفهيدريل من السيستين دورًا مهمًا في بنية البروتين لأن روابط ثاني كبريتيد يمكن أن تتشكل بين السلاسل الجانبية لبقايا السيستين المختلفة. أخيرًا ، يحتوي اثنان من الأحماض الأمينية غير القطبية ، فينيل ألانين وتريبتوفان ، على سلاسل جانبية تحتوي على حلقات عطرية شديدة المقاومة للماء.

الشكل 2.14

الأحماض الأمينية. يشار إلى الاختصارات المكونة من ثلاثة أحرف وحرف واحد لكل حمض أميني. يتم تجميع الأحماض الأمينية في أربع فئات وفقًا لخصائص سلاسلها الجانبية: غير قطبية ، قطبية ، قاعدية ، وحمضية.

خمسة أحماض أمينية لها سلاسل جانبية قطبية غير مشحونة. تشمل هذه المواد السيرين ، والثريونين ، والتيروزين ، والتي تحتوي على مجموعات هيدروكسيل على سلاسلها الجانبية ، بالإضافة إلى الأسباراجين والجلوتامين ، والتي تحتوي على أميد قطبي (O = C & # x02014NH2) مجموعات. نظرًا لأن السلاسل الجانبية القطبية لهذه الأحماض الأمينية يمكن أن تشكل روابط هيدروجينية مع الماء ، فإن هذه الأحماض الأمينية محبة للماء وتميل إلى التواجد على السطح الخارجي للبروتينات.

الأحماض الأمينية ليسين ، أرجينين ، وهستيدين لها سلاسل جانبية مع مجموعات أساسية مشحونة. يعتبر اللايسين والأرجينين من الأحماض الأمينية الأساسية للغاية ، كما أن سلاسلهما الجانبية مشحونة إيجابياً في الخلية. وبالتالي ، فهي محبة للماء للغاية وتوجد على اتصال مع الماء على سطح البروتينات. يمكن أن يكون الهيستدين إما غير مشحون أو موجب الشحنة عند درجة الحموضة الفسيولوجية ، لذلك غالبًا ما يلعب دورًا نشطًا في التفاعلات الأنزيمية التي تتضمن تبادل أيونات الهيدروجين ، كما هو موضح في مثال التحفيز الإنزيمي الذي تمت مناقشته في القسم التالي.

أخيرًا ، يحتوي اثنان من الأحماض الأمينية ، حمض الأسبارتيك وحمض الجلوتاميك ، على سلاسل جانبية حمضية تنتهي في مجموعات الكربوكسيل. هذه الأحماض الأمينية مشحونة سلبًا داخل الخلية وبالتالي يشار إليها كثيرًا باسم الأسبارتات والغلوتامات. مثل الأحماض الأمينية الأساسية ، هذه الأحماض الأمينية الحمضية محبة للماء للغاية وعادة ما توجد على سطح البروتينات.

يتم ربط الأحماض الأمينية معًا بواسطة روابط الببتيد بين المجموعة الأمينية & # x003b1 من حمض أميني واحد ومجموعة الكربوكسيل & # x003b1 في الثانية (الشكل 2.15). Polypeptides هي سلاسل خطية من الأحماض الأمينية ، وعادة ما تكون مئات أو آلاف الأحماض الأمينية في الطول. تحتوي كل سلسلة بولي ببتيد على نهايتين متميزتين ، أحدهما ينتهي في مجموعة أمينية & # x003b1 (الأمينية ، أو N ، الطرف) والآخر في & # x003b1 مجموعة الكربوكسيل (الكربوكسيل ، أو C ، الطرف). يتم تصنيع البولي ببتيدات من الأمينية إلى نهاية الكربوكسي ، ويتم كتابة تسلسل الأحماض الأمينية في عديد الببتيد (حسب الاتفاقية) بنفس الترتيب.

الشكل 2.15

تكوين رابطة الببتيد. ترتبط مجموعة الكربوكسيل لحمض أميني واحد بالمجموعة الأمينية المكونة من ثانية.

السمة المميزة للبروتينات هي أنها بولي ببتيدات ذات تسلسلات محددة من الأحماض الأمينية. في عام 1953 ، كان فريدريك سانجر أول من حدد التسلسل الكامل للأحماض الأمينية لبروتين ، وهو هرمون الأنسولين. تم العثور على أن الأنسولين يتكون من سلسلتين عديد الببتيد ، مرتبطة بروابط ثاني كبريتيد بين بقايا السيستين (الشكل 2.16). الأهم من ذلك ، كشفت تجربة سانغر أن كل بروتين يتكون من تسلسل حمض أميني معين. يتم حاليًا ترتيب تسلسل البروتينات باستخدام طرق آلية ، ومن المعروف الآن تسلسل الأحماض الأمينية الكاملة لأكثر من 100000 بروتين. يتكون كل منها من سلسلة فريدة من الأحماض الأمينية ، يحددها ترتيب النيوكليوتيدات في الجين (انظر الفصل 3).

الشكل 2.16

تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين. يتكون الأنسولين من سلسلتين عديد الببتيد ، واحدة من 21 والأخرى من 30 حمضًا أمينيًا (يشار إليها هنا برموزها المكونة من حرف واحد). يتم ربط السلاسل الجانبية لثلاثة أزواج من بقايا السيستين بواسطة روابط ثاني كبريتيد ، اثنان من (أكثر).

تسلسل الأحماض الأمينية للبروتين هو العنصر الأول فقط في تركيبته. بدلاً من أن تكون سلاسل ممتدة من الأحماض الأمينية ، تتبنى البروتينات تركيبات مميزة ثلاثية الأبعاد تعتبر بالغة الأهمية لوظيفتها. هذه التكوينات ثلاثية الأبعاد للبروتينات هي نتيجة التفاعلات بين الأحماض الأمينية المكونة لها ، لذلك يتم تحديد أشكال البروتينات من خلال تسلسل الأحماض الأمينية الخاصة بهم. تم توضيح ذلك لأول مرة من خلال تجارب كريستيان أنفينسن حيث قام بتعطيل الهياكل ثلاثية الأبعاد للبروتينات عن طريق العلاجات ، مثل التسخين ، التي تكسر الروابط غير التساهمية و # x02014a عملية تسمى تمسخ (الشكل 2.17). بعد الحضانة في ظل ظروف أكثر اعتدالًا ، غالبًا ما تعود هذه البروتينات المشوهة تلقائيًا إلى تطابقها الأصلي ، مما يشير إلى أن هذه المطابقات تم تحديدها مباشرة من خلال تسلسل الأحماض الأمينية.

الشكل 2.17

تمسخ البروتين وإعادة تشكيله. Ribonuclease (RNase) هو بروتين يتكون من 124 حمض أميني (يشار إليه بالأرقام). عادةً ما يتم طي البروتين في شكله الأصلي ، والذي يحتوي على أربعة روابط ثاني كبريتيد (يشار إليها على أنها دوائر مزدوجة تمثل (المزيد).

يتم تحليل البنية ثلاثية الأبعاد للبروتينات بشكل متكرر عن طريق علم البلورات بالأشعة السينية ، وهي تقنية عالية الدقة يمكنها تحديد ترتيب الذرات الفردية داخل الجزيء. يتم توجيه حزمة من الأشعة السينية إلى بلورات البروتين المراد تحليلها ، ويتم الكشف عن نمط الأشعة السينية التي تمر عبر بلورة البروتين على فيلم الأشعة السينية. عندما تصطدم الأشعة السينية بالبلورة ، فإنها مبعثرة في أنماط مميزة يحددها ترتيب الذرات في الجزيء. لذلك يمكن استنتاج بنية الجزيء من نمط الأشعة السينية المتناثرة (نمط الانعراج).

في عام 1958 ، كان جون كيندرو أول من حدد البنية ثلاثية الأبعاد للبروتين ، الميوغلوبين # x02014a بروتين بسيط نسبيًا يتكون من 153 حمضًا أمينيًا (الشكل 2.18). منذ ذلك الحين ، تم تحليل الهياكل ثلاثية الأبعاد لعدة آلاف من البروتينات. معظمها ، مثل الميوغلوبين ، عبارة عن بروتينات كروية ذات سلاسل متعددة الببتيد مطوية في هياكل مدمجة ، على الرغم من أن بعضها (مثل البروتينات الهيكلية للأنسجة الضامة) عبارة عن جزيئات ليفية طويلة. كشف تحليل الهياكل ثلاثية الأبعاد لهذه البروتينات عن العديد من المبادئ الأساسية التي تحكم طي البروتين ، على الرغم من أن بنية البروتين معقدة للغاية لدرجة أن التنبؤ بالبنية ثلاثية الأبعاد للبروتين مباشرة من تسلسل الأحماض الأمينية أمر مستحيل.

الشكل 2.18

هيكل ثلاثي الأبعاد للميوجلوبين. الميوغلوبين هو بروتين يتكون من 153 حمضًا أمينيًا يشارك في نقل الأكسجين. يتم طي سلسلة البولي ببتيد حول مجموعة الهيم التي تعمل كموقع ربط الأكسجين.

يوصف هيكل البروتين عمومًا بأنه يحتوي على أربعة مستويات. الهيكل الأساسي للبروتين هو تسلسل الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد. الهيكل الثانوي هو الترتيب المنتظم للأحماض الأمينية داخل مناطق موضعية من عديد الببتيد. هناك نوعان من الهياكل الثانوية ، تم اقتراحهما لأول مرة بواسطة Linus Pauling و Robert Corey في عام 1951 ، وهما شائعان بشكل خاص: & # x003b1 helix و & # x003b2 sheet. يتم تثبيت كل من هذه الهياكل الثانوية معًا بواسطة روابط هيدروجينية بين مجموعات CO و NH من روابط الببتيد. يتشكل اللولب & # x003b1 عندما تلتف منطقة من سلسلة بولي ببتيد حول نفسها ، مع مجموعة ثاني أكسيد الكربون لرابطة ببتيد واحدة تشكل رابطة هيدروجينية مع مجموعة NH لرابطة ببتيدية تقع أربعة بقايا في اتجاه مجرى النهر في سلسلة البولي ببتيد الخطية (الشكل 2.19 ). في المقابل ، تتشكل ورقة & # x003b2 عندما يقع جزءان من سلسلة البولي ببتيد جنبًا إلى جنب مع روابط هيدروجينية بينهما. يمكن تشكيل هذه الصفائح & # x003b2 بين العديد من خيوط البولي ببتيد ، والتي يمكن توجيهها إما بالتوازي أو مع بعضها البعض.

الشكل 2.19

التركيب الثانوي للبروتينات. أكثر أنواع الهياكل الثانوية شيوعًا هي & # x003b1 helix و & # x003b2 sheet. في الحلزون & # x003b1 ، تتشكل روابط الهيدروجين بين مجموعات CO و NH من روابط الببتيد مفصولة بأربعة بقايا من الأحماض الأمينية. (أكثر. )

الهيكل الثلاثي هو طي سلسلة البولي ببتيد نتيجة للتفاعلات بين السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية التي تقع في مناطق مختلفة من التسلسل الأولي (الشكل 2.20). في معظم البروتينات ، تُطوى تركيبات & # x003b1 helices و & # x003b2 ، المتصلة بواسطة مناطق حلقة من سلسلة polypeptide ، في هياكل كروية مدمجة تسمى المجالات ، وهي الوحدات الأساسية للهيكل الثلاثي. تحتوي البروتينات الصغيرة ، مثل الريبونوكلياز أو الميوغلوبين ، على مجال واحد فقط من البروتينات الأكبر حجمًا والتي قد تحتوي على عدد من المجالات المختلفة ، والتي غالبًا ما ترتبط بوظائف مميزة.

الشكل 2.20

الهيكل الثلاثي للريبونوكلياز. مناطق & # x003b1-helix و & # x003b2-sheet الهياكل الثانوية ، متصلة بواسطة مناطق حلقة ، مطوية في التشكل الأصلي للبروتين. في هذا التمثيل التخطيطي لسلسلة البولي ببتيد باعتباره (أكثر.)

من المحددات الحاسمة للهيكل الثالث هو توطين الأحماض الأمينية الكارهة للماء في الجزء الداخلي من البروتين والأحماض الأمينية المحبة للماء على السطح ، حيث تتفاعل مع الماء. وبالتالي ، تتكون الأجزاء الداخلية للبروتينات المطوية بشكل أساسي من أحماض أمينية كارهة للماء مرتبة في & # x003b1 لولب و & # x003b2 توجد هذه الهياكل الثانوية في النوى الكارهة للماء للبروتينات لأن الرابطة الهيدروجينية تحيد الطابع القطبي لمجموعات CO و NH من البولي ببتيد العمود الفقري. توجد مناطق الحلقة التي تربط عناصر البنية الثانوية على سطح البروتينات المطوية ، حيث تشكل المكونات القطبية للروابط الببتيدية روابط هيدروجينية بالماء أو مع السلاسل الجانبية القطبية للأحماض الأمينية المحبة للماء. التفاعلات بين السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية القطبية (الروابط الهيدروجينية والروابط الأيونية) على سطح البروتين هي أيضًا محددات مهمة للبنية الثالثة. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل روابط ثاني كبريتيد التساهمية بين مجموعات السلفهيدريل لبقايا السيستين على تثبيت الهياكل المطوية للعديد من البروتينات الموجودة على سطح الخلية أو المفرزة.

يتكون المستوى الرابع من بنية البروتين ، وهو الهيكل الرباعي ، من التفاعلات بين سلاسل عديد الببتيد المختلفة في البروتينات المكونة من أكثر من عديد ببتيد واحد. يتكون الهيموغلوبين ، على سبيل المثال ، من أربعة سلاسل متعددة الببتيد مرتبطة ببعضها البعض بنفس أنواع التفاعلات التي تحافظ على البنية الثلاثية (الشكل 2.21).

الشكل 2.21

التركيب الرباعي للهيموجلوبين. يتكون الهيموغلوبين من أربع سلاسل متعددة الببتيد ، كل منها مرتبط بمجموعة الهيم. السلسلتان & # x003b1 والسلسلتان & # x003b2 متطابقتان.

وبالتالي ، فإن الخصائص الكيميائية المميزة للأحماض الأمينية العشرين المختلفة تؤدي إلى تباين كبير في التوافقات ثلاثية الأبعاد للبروتينات المطوية. وبالتالي ، تشكل البروتينات مجموعة معقدة للغاية ومتنوعة من الجزيئات الكبيرة ، وهي مناسبة لمجموعة متنوعة من المهام التي تؤديها في بيولوجيا الخلية.

التجربة الرئيسية: طي سلاسل بولي ببتيد.

بالاتفاق مع الناشر ، يمكن الوصول إلى هذا الكتاب من خلال ميزة البحث ، ولكن لا يمكن تصفحه.


الملخص

يعتبر ترسب الدهون المخزنة في شكل ثلاثي الجلسرين (TAG) استراتيجية محفوظة تطوريًا للتعامل مع التقلبات في توافر الطاقة والإجهاد الأيضي. يوفر تخزين TAG العضوي في الأنسجة الدهنية المتخصصة احتياطيًا أيضيًا للحيوانات يحافظ على البقاء على قيد الحياة أثناء النمو والمجاعة. من ناحية أخرى ، يرتبط التراكم المفرط لـ TAG الدهني ، الذي يُعرف بالسمنة ، بزيادة انتشار أمراض التمثيل الغذائي التي تصيب الإنسان. خلال العقد الماضي ، كانت ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة سوداء البطن، الذي يستخدم تقليديا في علم الوراثة وعلم الأحياء التطوري ، تم إنشاؤه كنظام نموذجي متعدد الاستخدامات لدراسة استقلاب TAG ومسببات أمراض التمثيل الغذائي المرتبطة بالدهون. على غرار البشر ، ذبابة الفاكهة يعتمد التوازن TAG على تفاعل أنظمة الأعضاء المتخصصة في امتصاص الدهون وتوليفها ومعالجتها ، والتي تتكامل مع شبكة الغدد الصماء من الهرمونات وجزيئات المرسال. يحدث التكوين الأنزيمي لـ TAG من السكر أو الدهون الغذائية ، وتخزينه في قطرات الدهون ، وتعبئته عن طريق تحلل الدهون عبر آليات محفوظة إلى حد كبير بين ذبابة الفاكهة والبشر. والجدير بالذكر أن الاختلال الوظيفي ذبابة الفاكهة TAG homeostasis occurs in the context of aging, overnutrition, or defective gene function, and entails tissue-specific and organismal pathologies that resemble human disease. In this review, we summarize the physiology and biochemistry of TAG in ذبابة الفاكهة and outline the potential of this organism as a model system to understand the genetic and dietary basis of TAG storage and TAG-related metabolic disorders.


Finkel, T. The metabolic regulation of aging. نات. ميد. 21, 1416–1423 (2015).

Imai, S. & Guarente, L. NAD + and sirtuins in aging and disease. Trends Cell Biol. 24, 464–471 (2014).

Johnson, S. C., Rabinovitch, P. S. & Kaeberlein, M . mTOR is a key modulator of ageing and age-related disease. طبيعة سجية 493, 338–345 (2013).

Yoshino, J., Mills, K. F., Yoon, M. J. & Imai, S. Nicotinamide mononucleotide, a key NAD + intermediate, treats the pathophysiology of diet- and age-induced diabetes in mice. Cell Metab. 14, 528–536 (2011).

Kenyon, C., Chang, J., Gensch, E., Rudner, A. & Tabtiang, R . A C. elegans mutant that lives twice as long as wild type. طبيعة سجية 366, 461–464 (1993).

Hamilton, B. et al. A systematic RNAi screen for longevity genes in C. ايليجانس. تطوير الجينات. 19, 1544–1555 (2005).

Garigan, D. et al. Genetic analysis of tissue aging in أنواع معينة انيقة: a role for heat-shock factor and bacterial proliferation. علم الوراثة 161, 1101–1112 (2002).

Evason, K., Huang, C., Yamben, I., Covey, D. F. & Kornfeld, K. Anticonvulsant medications extend worm life-span. علم 307, 258–262 (2005).

Petrascheck, M., Ye, X. & Buck, L. B. An antidepressant that extends lifespan in adult أنواع معينة انيقة. طبيعة سجية 450, 553–556 (2007).

Bachovchin, D. A. et al. Superfamily-wide portrait of serine hydrolase inhibition achieved by library-versus-library screening. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 107, 20941–20946 (2010).

Backus, K. M. et al. Proteome-wide covalent ligand discovery in native biological systems. طبيعة سجية 534, 570–574 (2016).

Grüner, B. M. et al. An in vivo multiplexed small-molecule screening platform. نات. أساليب 13, 883–889 (2016).

Roberts, A. M. et al. Chemoproteomic screening of covalent ligands reveals UBA5 as a novel pancreatic cancer target. ACS كيم. بيول. 12, 899–904 (2017).

Hsu, K. L. et al. DAGLβ inhibition perturbs a lipid network involved in macrophage inflammatory responses. نات. تشيم. بيول. 8, 999–1007 (2012).

Cognetta, A. B. et al. Selective ن-hydroxyhydantoin carbamate inhibitors of mammalian serine hydrolases. تشيم. بيول. 22, 928–937 (2015).

Liu, Y., Patricelli, M. P. & Cravatt, B. F. Activity-based protein profiling: the serine hydrolases. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 96, 14694–14699 (1999).

Niphakis, M. J. & Cravatt, B. F. Enzyme inhibitor discovery by activity-based protein profiling. Annu. Rev. Biochem. 83, 341–377 (2014).

Lucanic, M. et al. N-acylethanolamine signalling mediates the effect of diet on lifespan in أنواع معينة انيقة. طبيعة سجية 473, 226–229 (2011).

Lin, Y. H. et al. Diacylglycerol lipase regulates lifespan and oxidative stress response by inversely modulating TOR signaling in ذبابة الفاكهة و C. ايليجانس. شيخوخة الخلية 13, 755–764 (2014).

Wang, M. C., O’Rourke, E. J. & Ruvkun, G. Fat metabolism links germline stem cells and longevity in C. ايليجانس. علم 322, 957–960 (2008).

Folick, A. et al. شيخوخة. Lysosomal signaling molecules regulate longevity in أنواع معينة انيقة. علم 347, 83–86 (2015).

Rangaraju, S. et al. Suppression of transcriptional drift extends C. ايليجانس lifespan by postponing the onset of mortality. eLife 4, e08833 (2015).

Adibekian, A. et al. Click-generated triazole ureas as ultrapotent in vivo-active serine hydrolase inhibitors. نات. تشيم. بيول. 7, 469–478 (2011).

Chang, J. W., Cognetta, A. B. III, Niphakis, M. J. & Cravatt, B. F. Proteome-wide reactivity profiling identifies diverse carbamate chemotypes tuned for serine hydrolase inhibition. ACS كيم. بيول. 8, 1590–1599 (2013).

Kamat, S. S. et al. Immunomodulatory lysophosphatidylserines are regulated by ABHD16A and ABHD12 interplay. نات. تشيم. بيول. 11, 164–171 (2015).

Arantes-Oliveira, N., Apfeld, J., Dillin, A. & Kenyon, C. Regulation of life-span by germ-line stem cells in أنواع معينة انيقة. علم 295, 502–505 (2002).

Long, J. Z. et al. Selective blockade of 2-arachidonoylglycerol hydrolysis produces cannabinoid behavioral effects. نات. تشيم. بيول. 5, 37–44 (2009).

Grabner, G. F., Zimmermann, R., Schicho, R. & Taschler, U. Monoglyceride lipase as a drug target: at the crossroads of arachidonic acid metabolism and endocannabinoid signaling. Pharmacol. Ther. 175, 35–46 (2017).

Kathuria, S. et al. Modulation of anxiety through blockade of anandamide hydrolysis. نات. ميد. 9, 76–81 (2003).

Shin, S. et al. Characterization of a novel Ser-cisSer-Lys catalytic triad in comparison with the classical Ser-His-Asp triad. J. بيول. تشيم. 278, 24937–24943 (2003).

Cravatt, B. F. et al. Molecular characterization of an enzyme that degrades neuromodulatory fatty-acid amides. طبيعة سجية 384, 83–87 (1996).

Giang, D. K. & Cravatt, B. F. Molecular characterization of human and mouse fatty acid amide hydrolases. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 94, 2238–2242 (1997).

Curnow, A. W. et al. Glu-tRNAGln amidotransferase: a novel heterotrimeric enzyme required for correct decoding of glutamine codons during translation. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 94, 11819–11826 (1997).

Chang, J. W. et al. Highly selective inhibitors of monoacylglycerol lipase bearing a reactive group that is bioisosteric with endocannabinoid substrates. تشيم. بيول. 19, 579–588 (2012).

Dai, D. F., Chiao, Y. A., Marcinek, D. J., Szeto, H. H. & Rabinovitch, P. S. Mitochondrial oxidative stress in aging and healthspan. لونجيف. Healthspan 3, 6 (2014).

Greer, E. L. & Brunet, A. Different dietary restriction regimens extend lifespan by both independent and overlapping genetic pathways in C. ايليجانس. شيخوخة الخلية 8, 113–127 (2009).

Altenhoff, A. M. et al. The OMA orthology database in 2018: retrieving evolutionary relationships among all domains of life through richer web and programmatic interfaces. الدقة الأحماض النووية. 46, D477–D485 (2017).

Dolinski, K. & Botstein, D. Orthology and functional conservation in eukaryotes. Annu. القس جينيه. 41, 465–507 (2007).

Omelchenko, M. V., Galperin, M. Y., Wolf, Y. I. & Koonin, E. V. Non-homologous isofunctional enzymes: a systematic analysis of alternative solutions in enzyme evolution. بيول. مباشر 5, 31 (2010).

Bandyopadhyay, S., Sharan, R. & Ideker, T. Systematic identification of functional orthologs based on protein network comparison. الدقة الجينوم. 16, 428–435 (2006).

Kurnasov, O. et al. NAD biosynthesis: identification of the tryptophan to quinolinate pathway in bacteria. تشيم. بيول. 10, 1195–1204 (2003).

Martell, J. et al. Global cysteine-reactivity profiling during impaired insulin/IGF-1 signaling in C. ايليجانس identifies uncharacterized mediators of longevity. تشيم الخلية. بيول. 23, 955–966 (2016).

Han, S. et al. Mono-unsaturated fatty acids link H3K4me3 modifiers to C. ايليجانس فترة الحياة. طبيعة سجية 544, 185–190 (2017).

O’Rourke, E. J., Kuballa, P., Xavier, R. & Ruvkun, G. ω-6 Polyunsaturated fatty acids extend life span through the activation of autophagy. تطوير الجينات. 27, 429–440 (2013).

Shmookler Reis, R. J. et al. Modulation of lipid biosynthesis contributes to stress resistance and longevity of C. ايليجانس المسوخ. Aging (Albany NY) 3, 125–147 (2011).

Oakes, M. D., Law, W. J., Clark, T., Bamber, B. A. & Komuniecki, R. Cannabinoids activate monoaminergic signaling to modulate key C. ايليجانس السلوكيات. J. Neurosci. 37, 2859–2869 (2017).

Ogasawara, D. et al. Rapid and profound rewiring of brain lipid signaling networks by acute diacylglycerol lipase inhibition. بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 113, 26–33 (2016).

Fagan, S. G. & Campbell, V. A. The influence of cannabinoids on generic traits of neurodegeneration. Br. J. Pharmacol. 171, 1347–1360 (2014).

Bilkei-Gorzo, A. The endocannabinoid system in normal and pathological brain ageing. فيل. عبر. R. Soc. لوند. ب 367, 3326–3341 (2012).

Piyanova, A. et al. Age-related changes in the endocannabinoid system in the mouse hippocampus. ميكانيكي. الشيخوخة ديف. 150, 55–64 (2015).

Paix, A., Folkmann, A., Rasoloson, D. & Seydoux, G. High efficiency, homology-directed genome editing in أنواع معينة انيقة using CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein complexes. علم الوراثة 201, 47–54 (2015).

Rangaraju, S., Solis, G. M. & Petrascheck, M. High-throughput small-molecule screening in أنواع معينة انيقة. طرق مول. بيول. 1263, 139–155 (2015).

Hulce, J. J., Cognetta, A. B., Niphakis, M. J., Tully, S. E. & Cravatt, B. F. Proteome-wide mapping of cholesterol-interacting proteins in mammalian cells. نات. أساليب 10, 259–264 (2013).

Rostovtsev, V. V., Green, L. G., Fokin, V. V. & Sharpless, K. B. A stepwise huisgen cycloaddition process: copper(i)-catalyzed regioselective “ligation” of azides and terminal alkynes. Angew.تشيم. كثافة العمليات Edn Engl. 41, 2596–2599 (2002).

Weerapana, E. et al. Quantitative reactivity profiling predicts functional cysteines in proteomes. طبيعة سجية 468, 790–795 (2010).

Solis, G. M. et al. Translation attenuation by minocycline enhances longevity and proteostasis in old post-stress-responsive organisms. eLife 7, e40314 (2018).

Jessani, N. et al. A streamlined platform for high-content functional proteomics of primary human specimens. نات. أساليب 2, 691–697 (2005).

Gomez-Amaro, R. L. et al. Measuring food intake and nutrient absorption in أنواع معينة انيقة. علم الوراثة 200, 443–454 (2015).

Bar-Peled, L. et al. A Tumor suppressor complex with GAP activity for the Rag GTPases that signal amino acid sufficiency to mTORC1. علم 340, 1100–1106 (2013).

Patricelli, M. P., Giang, D. K., Stamp, L. M. & Burbaum, J. J. Direct visualization of serine hydrolase activities in complex proteomes using fluorescent active site-directed probes. البروتيوميات 1, 1067–1071 (2001).


5. الخلاصة

The field of lipidomics has made rapid progress on many fronts over the past two decades although it has still to achieve the same level of advancement and knowledge as genomics and proteomics. The diversity of lipid chemical structures presents a challenge both from the experimental and informatics standpoints. The need for a robust, scalable bioinformatics infrastructure is high at a number of different levels: (a) establishment of a globally accepted classification system, creation of databases of lipid structures, lipid-related genes and proteins, (c) efficient analysis of experimental data, (d) efficient management of metadata and protocols, (e) integration of experimental data and existing knowledge into metabolic and signaling pathways, (f) development of informatics software for efficient searching, display and analysis of lipidomic data. The study of mammalian lipdomes has been complemented in recent years by comprehensive lipidomic analyses of yeast, mycobacteria, archaebacteria and plants, each with its own set of challenges and insights which will need to be addressed by collaborative efforts between biology, chemistry and bioinformatics.


شاهد الفيديو: شرح الليبيدات بالطبطبه. فى سبوره واحده فقط. (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Mikashicage

    أنت تسمح بالخطأ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM.

  2. Kazrasho

    شكرا جزيلا للمعلومة. الآن سأعرف ذلك.

  3. Heanford

    أعتقد أنه خطأ. أنا متأكد. اكتب لي في رئيس الوزراء ، ناقشها.

  4. Mishicage

    المؤلف جيد ، هذا مجرد شيء واحد لم أفهمه كم هو؟

  5. Croften

    لقد سجلت بشكل خاص في المنتدى للمشاركة في مناقشة هذه القضية.



اكتب رسالة