Effektor (biologi)

Inom molekylärbiologi och biokemi förstås termen effektor- eller effektormolekyl vanligtvis som en liten icke-proteinmolekyl som selektivt binder till vissa proteiner och reglerar deras biologiska aktivitet. I denna mening fungerar effektormolekyler som specifika ligander som kan öka eller minska enzymaktivitet , transkription och genuttryck , eller intracellulär eller intercellulär signalering . Effektormolekyler kan också direkt reglera aktiviteten hos vissa mRNA -molekyler (vara så kallade "riboswitches").

I vissa fall kan ganska stora proteinmolekyler (de så kallade effektorproteinerna , som också kan kallas helt enkelt effektorer) också fungera som effektormolekyler , särskilt i intracellulära signalkaskader.

Termen effektor används också inom andra områden av biologi och fysiologi . Så inom fysiologi kallas ett effektororgan ofta ett verkställande organ eller ett målorgan som utför vissa "ordrar" av det centrala nervsystemet eller endokrina körtlarna . Till exempel, i fallet med en reflex tillbakadragande av handen från en varm spis, är effektororganet handen . När ACTH släpps ut i blodet är binjurebarken effektororganet . Och i fallet med en stressinducerad ökning av koncentrationen av adrenalin i blodplasman och en ökning av flödet av sympatiska stimuleringsimpulser från centrala nervsystemet, är effektororgan alla organ som har sympatisk innervation eller har adrenoreceptorer ( hjärta , bronkier , muskler , etc.). Effektoränden (eller effektorterminalen, effektorsynaps) är den distala änden av axonet , genom vilken neuronen direkt kommer i kontakt med organet eller vävnaden som den stimulerar eller hämmar.

I immunologi kallas effektorceller, i motsats till regulatoriska celler, celler som direkt utför immunitetsuppgifterna , såsom att upptäcka, känna igen och förstöra maligna celler , bakterier , svampar och andra patogener.

Exempel på effektormolekyler

  1. Primära effektorer  är effektorproteiner som initierar motsvarande signalkaskader. Till exempel i adenylatcyklassignaleringsvägen är den primära effektorn adenylatcyklas, i fosfolipassignaleringsvägen  fosfolipas C. Primära effektorer orsakar bildningen av andra budbärare , och de aktiverar i sin tur sekundära effektorproteiner.
  2. Sekundära effektorer  är effektorproteiner som är mål för verkan av andra budbärare. Till exempel, i adenylatcyklasvägen är proteinkinas A den huvudsakliga sekundära effektorn , och i fosfolipasvägen är proteinkinas C .
  3. Tertiära effektorer  är effektorproteiner som är mål för verkan av sekundära effektorer (ofta mer än ett mål). Kvartära effektorer och effektorer av N:te ordningen särskiljs vidare på liknande sätt, där N är nivån i kaskaden av intracellulär signalöverföring.
  4. Allosteriska effektorer  är effektormolekyler som kan binda till regulatoriska proteiner involverade i RNA- transkription för att ändra deras aktivitet [1] . I synnerhet, på grund av allosterisk aktivering, blir aktivatorproteiner aktiva och kan binda till DNA och underlätta initieringen av RNA-polymeras , medan repressorproteiner blir inaktiva och inte kan binda till DNA och störa RNA-polymeras. Som en konsekvens kan RNA-polymeras binda till DNA och påbörja translationsprocessen. Allosterisk hämning är den omvända processen.
  5. Bakterieeffektorer  är effektorproteinmolekyler som frisätts av bakterier i den yttre miljön och påverkar den vitala aktiviteten hos värdorganismens celler, eller till och med direkt injiceras (injiceras) av bakterier (vanligtvis patogena) i värdorganismens celler . Injektionsprocessen ( injektion ) förmedlas av ett specialiserat sekretoriskt system av bakterier, till exempel i synnerhet typ III-sekretorsystemet [2] .
  6. Svampeffektorer  är effektorproteinmolekyler som utsöndras av patogena svampar till den yttre miljön eller direkt in i värdorganismens celler för att försvaga värdens immunitet, underlätta invasion och kolonisering [3] .

Svampar som är patogena för växter använder två olika utsöndringssystem av effektorproteinmolekyler [4] och varje sekretorisk väg är specifik för en eller annan familj av effektormolekyler:

  1. apoplastiska effektorer : proteiner som finns kvar i apoplasten; de translokerar och ackumuleras i ett speciellt fack som säkert täcker svampens växande hyfer från den yttre miljön och kallas "svampens yttre invasiva membran";
  2. cytoplasmatiska effektorer : proteiner som kan komma in i växtcellers cytoplasma. Inledningsvis ackumuleras de i en komplex struktur som uppträder som ett gränssnitt vid föreningspunkten mellan en växt och en svamp och kallas det "biotrofiska gränssnittskomplexet". Sedan translokerar de från svampens yttre invasiva membran till växtcellerna. Det har visat sig att cytoplasmatiska effektorer kan övervinna avståndet mellan flera lager av växtceller. Det antas att de på detta sätt förbereder dessa lager av celler för ytterligare invasion av svampen (expansion av utrymmet som upptas av svampen).

Effektortyper

Anteckningar

  1. ↑ Anthony JF Griffiths. Introduktion till genetisk analys  (obestämd) . - 10. upplaga - New York, NY: Freeman. - S. 410-411. — ISBN 1-4292-7634-7 .
  2. ↑ Cambronne ED , Roy CR Igenkänning och leverans av effektorproteiner till eukaryota celler genom bakteriella sekretionssystem.  (engelska)  // Traffic (Köpenhamn, Danmark). - 2006. - Vol. 7, nr. 8 . - P. 929-939. - doi : 10.1111/j.1600-0854.2006.00446.x . — PMID 16734660 .
  3. ↑ Steinberg, G. Hyphal growth: a tale of motors, lipids, and the spitzenkörper  //  Eukaryotic Cell: journal. - 2007. - Vol. 6 , nr. 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. Två distinkta sekretionssystem underlättar vävnadsinvasion av rissprängsvampen Magnaporthe oryzae  (engelska)  : journal. - Nat Commun, 2013. - Vol. 4 . - doi : 10.1038/ncomms2996 .