2018-06-24T12:37:11Z

Dvora Bachar:

==<center>'''פקטור שעתוק NF-kB'''</center>==

<StructureSection load='1svc' size='400' side='left' scene='78/788816/P65_and_p50/1'>

==<center>'''רקע'''</center>==


'''N'''uclear '''F'''actor '''k'''appa-light-chain-enhancer of activated '''B''' cells) '''NF-kB'''
המהווה
[https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%92%D7%95%D7%A8%D7%9D_%D7%A9%D7%A2%D7%AA%D7%95%D7%A7 גורם שעתוק גנים] (חלבון הנקשר לרצף DNA ספציפי, הנמצא לפני החלק המקודד של הגן, ובכך משפיע על שעתוק הגן לmRNA).
 

מורכב מחלבונים ממשפחת חלבונים שנקראים '''Rel''', המשותף בינהם שכולם נקשרים לDNA ומהווים [https://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/life_sci/%D7%94%D7%A9%D7%A2%D7%AA%D7%95%D7%A7-%E2%80%93-%D7%99%D7%A6%D7%99%D7%A8%D7%AA-%D7%AA%D7%91%D7%A0%D7%99%D7%AA-rna פקטורי שעתוק גנים] (בסרטון שבקישור זה תוכלו לצפות בשחקנים נוספים ההכרחים בשעתוק גנים חוץ מהDNA וחלבון המשעתק- RNA פולימראז קיימים חלבונים נוספים הנקראים פקטורי שעתוק).
 
'''NF-kB מורכב מחמישה סוגי חלבונים '''
: P100/P52, P105/P50, Rel B, c-Rel, Rel A.
 

כאשר צירופים של סוגים אלו, יוצרים סוגי קומפלקסים [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%93%D7%99%D7%9E%D7%A8 הטרודימרים או הומודימרים] שונים של NF-kB , בעלי תיפקודים שונים.
 
[[Image:סוגי חלבוני NFKB.png]]
 

בערך זה מוצג החלבון ,'''<scene name='78/788816/P50/4'>P50</scene>''', אחד מהחלבונים המרכיבים את NFKB. החלבון שמוצג שמקורו מאדם גובש בשיטת [https://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/life_sci/%D7%9E%D7%94%D7%99-%D7%A7%D7%A8%D7%99%D7%A1%D7%98%D7%9C%D7%95%D7%92%D7%A8%D7%A4%D7%99%D7%94-%D7%95%D7%9B%D7%99%D7%A6%D7%93-%D7%94%D7%99%D7%90-%D7%A7%D7%A9%D7%95%D7%A8%D7%94-%D7%9C%D7%9E%D7%A6%D7%99%D7%90%D7%AA-%D7%9E%D7%91%D7%A0%D7%94-%D7%94%D7%A8%D7%99%D7%91%D7%95%D7%96%D7%95%D7%9D-%D7%90%D7%99%D7%AA%D7%9D קריסטלוגרפיה] יחד עם מולקולת DNA קצרה. בסצנה שלפניכם מוצג מונומר (תת יחידה אחת) של חלבון זה ומולקולת ה DNA הקשורה אליו.
 

P50, בעל <scene name='78/788816/Active_site_yellow/3'>אתר קישור</scene> (מסומן בצבע צהוב) לקישור החלבון עם הDNA.
 
החלבון נתגלה ב 1986 כפעיל בעיקר [https://stwww1.weizmann.ac.il/immuno/%D7%AA%D7%90%D7%99-b/ בתאי B] ובתאים [https://www.maccabi4u.co.il/19098-he/Maccabi.aspx לימפוציטים], תאי מערכת החיסונית.
 

בהמשך המחקר הסתבר שפעילות אקסוגנית (סיגנלים המעבירים מסרים מחוץ לתא אל פנים התא) גורמים לשיפעול NF-kB הנמצא בציטופלזמה של כל סוגי התאים בגוף, וכן זוהו אתרי קישור יעודים ל NF-kB בפרומוטורים (אזור קדם שיעתוק) של גנים רבים,

כיום ידוע כי P50 הוא גורם בקרה, פקטור שעתוק [https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A4%D7%9C%D7%99%D7%90%D7%95%D7%98%D7%A8%D7%95%D7%A4%D7%99%D7%94 פליאוטרופי] חשוב.

 
'''NF-kB אחראי לבקרת גנים שונים:'''
הפעלת תגובות חיסוניות ודלקתיות , בתגובות למצבי דחק וויסות תהליכי התרבות מהירה של תאים (פרוליפרציה) ותהליכי תמותת תאים מתוכננת ([https://davidson.weizmann.ac.il/online/maagarmada/life_sci/%D7%90%D7%A4%D7%95%D7%A4%D7%98%D7%95%D7%96%D7%99%D7%A1-%E2%80%93-%D7%9B%D7%A9%D7%94%D7%AA%D7%90-%D7%9E%D7%97%D7%9C%D7%99%D7%98-%D7%9C%D7%94%D7%AA%D7%90%D7%91%D7%93 אפופטוזיס]), גדילה, התמיינות והתפתחות תאים, התפתחות עוברית, פיזיולוגיה של העצם, העור ומערכת העצבים.
 
השראת הפעלה של NF-kB נצפתה גם בעקבות חשיפה למצבים פיזיקליים כמו קרינת גמא או קרינת UV.
 
כך, המצאות NF-Kb ופעילותו, חיונית לפעילות מגוונת הנגרמת כתוצאה מגירויים חיצוניים שונים ומהווה אלמנט מרכזי בתהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים מגוונים ובכל סוגי התאים.

 
באיור שלפניכם מוצגים גורמים סביבתיים שונים (סיגנלים), המבקרים את שפעול החלבון NF-kB ('''בצבע אדום''') המאפשר תהליכים תוך תאיים המבקרים שעתוק גנים שונים ('''בצבע כחול''').
 
[[Image:פקטור שעתוק.png]]
 



==<center>''' מבנה החלבון '''</center>==


בסעיף זה נעסוק רק במבנה החלבון p50, משום שזה החלבון שגובש, אם כי נזכיר את תת היחידה השנייה
הקשורה אל החלבון, כתנאי הכרחי בבניית גורם השיעתוק.

במבנה שמוצג נראה <scene name='78/788816/P65_and_p50_and_dna_hide/1'>הומודימר המורכב משתי תת יחידות של P50</scene> העוטפות את הDNA (המסומן באדום).
 
כל חלבון בנוי משרשרת של חומצות אמיניות המכילה <scene name='78/788816/Amini_and_karboksil/1'>קצה אמיני וקצה קרבוקסיל</scene>
,החלבונים מתקפלים ליצירת מבנה מרחבי יחודי לכל חלבון.
 
[[Image:קצה_N_C.png]]
 
אורך החלבון P50 מורכב מ<scene name='78/788816/P50_with_aa/2'>364 חומצות אמיניות</scene>,
בסצנה שלפניכם מוצגת כל סוג של חומצת אמינו בצע אחר
 
'''ניתן לזהות במבנה השניוני של החלבון:''' מבני <scene name='78/788816/P50_alpha_helix_dna_hide/1'>סלילי אלפא</scene> (Alpha Helix), מבני <scene name='78/788816/P50_beta_sheet_dna_hide/1'>משטחי ביתא</scene> (Beta Sheet) <scene name='78/788816/P50_non_defined/2'>ומבנים לא מוגדרים</scene>, כאשר <scene name='78/788816/Active_site_red/1'>אתר הקישור</scene> של P50 עם הDNA מורכב מחלבונים שמבנם לא מוגדר (המבנים של אתר הקישור מסומנים בצבע אדום) .
 
'''בחלבון p50 ניתן לזהות מספר אתרים חשובים:
'''
 
1.'''R'''el '''H'''omolog '''D'''omain - '''RHD''' - אתר שמור בכל משפחת חלבוני Rel'''– מהווה אתר הקישור ל DNA'''.
אורכו 300 חומצות אמיניות. מאופיינים בשני אתרים מרוחקים הנקשרים לDNA , מבנה RHD כמן כנף של פרפר המתחלק לשני אזורים, קטן והשני גדול ממנו:
 
'''האתר הקטן''' יותר <scene name='78/788816/C_terminal/1'>בקצה הקרבוקסילי</scene>- (245-366 חומצות אמיניות) C-terminal '''מסומן בצבע אדום''', יוצר את שטח המגע ומספר אינטראקציות
בין פוספט ל DNA.
 

'''האתר הגדול''' יותר <scene name='78/788816/C_terminal/2'>הקצה האמיני</scene> (2-244 חומצות אמיניות )- N-terminal '''מסומן בצבע כחול''', יוצר לולאת היכרות המגיבה עם בסיסי ה DNA.
 





דיאגרמה סכמטית של האינטראקציות הפולריות בין p50 ו 11bp של ה DNA. אינטראקציות בין החלבון לבין ה DNA מסומנות בחיצים. אינטראקציות בתוך החלבון מסומנות בקים. His 67, His 144, Lys 244- אינם זהים בין p50 ל p65.
הסליל הכפול של ה DNA הנמצא באנטראקציה עם
NF-Kb P50: הכיפוף הסלילי בקו מודגש, ה DNA "מתכופף" לכיוון הדומיינים הממוקמים בסמוך
ל major groove בצד ימין של ה DNA.



[[Image:מודל אתר פעיל.png]]

==<center>''' שימור אבולוציוני '''</center>==

 
הקומפלקס NF-kB, נמצא בתאים הומניים ונתגלה גם גם בתאי בעלי חיים ממחלקות שונות כמו: נבוביים כמו אלמוגים והידרה, ספוגיים, חרקים כמו תאי עשים, ייתוש וזבוב הפרות ועוד.
ריצוף הגנום של בעלי חיים אלה מאפשר השוואה במבנה החלבון בבעלי החיים השונים, ולהעריך את השינויים האבולוציוניים בחלבון ה NFKN.
 
וכן נמצא שקיימים <scene name='78/788816/Evolutionary_conservation/1'>אתרים שמורים אבולוציוניים</scene> לאורך כל סוגי המחלקות של בעלי החיים, האתרים השמורים מסומנים בצבע סגול כהה ואילו אתרים לא שמורים מסומנים בצבע כחול (ניתן להיעזר בתמונה המצורפת עם מדדי השמירה האבולוציונית בצבעים השונים), האתר השמור ביותר הוא אתר הקישור של החלבון NF-kB עם הDNA (אתר RDH).

[[Image:Consurf_key_small.gif|200px|right]]
 


 

==<center>''' NFkB מסלול מעבר אותות של '''</center>==


מעבר אותות בתא הוא תהליך שבו מומר סוג אחד של מולקולת אות לסוג/ים אחרים.
 
תהליך מעבר האותות כולל סדרת תגובות ביוכימיות, מהירות, המתווכות באמצעות אנזימים והפעלת שליחים שניוניים.
 
בסיום התהליך מתקבל שינוי או תגובה של מערכת או מספר מערכות בתא.
מסלול מעבר אותות בתא מאפשר בקרה
בשלבים השונים של המסלול.
שפעול החלבון NF-kB
כפקטור שיעתוק בתא באמצעות מסלול בקרת אותות בציטופלסמה ובגרעין:
 

א. בציטופלסמה
 
היחידות החלבוניות הבונות את ה NFkB
הן מולקולות גדולות (p105, p100 וכו').
בעקבות סיגנלים תאיים, מתרחש תהליך שיפעול, אשר במהלכו אנזים מסוג קינאז IKK
מבצע פוספורילציה (זירחון) לתת היחידות החלבוניות,
אשר מוביל לחיתוך מולקולת חלבון הגדולות למולקולות קטנות יותר. המולקולות הקטנות הן אלה שיכולות להכנס לגרעין התא

 

חלבוני NF-kB
נמצאים בציטוזול שבציטופלזמה קשורים למולקולות חלבון מקבוצת
IkB's , '''IkB's''' מהווים מעכבים של NF-kB.

בסביבה החיצונית. משום היותו פקטור תיעתוק של גנים רבים, המשופעל על ידי גירויים מגוונים (סיגנלים- אותות חוץ תאיים), מתקיימים בו מעגלי בקרה רבים המבוססים על הולכת אותות תאים, בקרה ציטופלסמטית (בציטופלזמה) ובקרת שיעתוק (בגרעין התא) לשפעול NF-kB בעצמו, להפיכתו לפעיל על מנת שיוכל לחדור מהציטופלזמה לגרעין התא .
בכל מסלולי האיתות בתא המובילים להשראת NF-kB , קיימת פעילות האנזים IKB קינאז ('''IKK''') המבצע פוספורילציה של IKB (המעכב) כך גורם לניתוקו מהדימר שאליו מחובר לNF-kB ובהמשך מוביל אותו לדגרדציה (פירוק).
 
רגולציה נוספת של פעילות NF-kB מתבצעת על ידי שינויים שלאחר התיעתוק של מרכיבי החלבון NF-kB:
NF-kB, IKB's, ו IKK's, ובתהליכים רב שלביים בציטופלסמה.



[[Image:מסלול בקרת אותות.png]]

 


==<center>''' דף התלמיד '''</center>==


== מקורות מידע ==

1. ;Müller CW, Rey FA, Sodeoka M, Verdine GL, Harrison SC (January 1995). "Structure of the NF-kappa B p50 homodimer bound to DNA". Nature.

2. https://www.creative-diagnostics.com/The-NF-kB-Signaling-Pathway.htm

3. The NF-kappaB family of transcription factors and its regulation.

4. The complexity of NF-κB signaling in inflammation and cancer

<scene name='78/788816/Active_site_brown/1'>אתר הפעיל חום</scene>

<scene name='78/788816/Active_site_brown/2'>אתר פעיל חום בלי דנ"א</scene>

<scene name='78/788816/Active_site_colors/1'>אתר הפעיל וחומוצות אמיניות בצבעים</scene>

<scene name='78/788816/Secondary_structure/1'>מבנה שניוני שרשראות אלפא ושרשראות שית</scene>

<scene name='78/788816/N-c_terminal/1'>קצוות N-C טרמינרל</scene>

<scene name='78/788816/Hidrofobi/1'>הידרופובי והידרופילי</scene>

<scene name='78/788816/T_factor/1'>גורמי שעתוק</scene>

<scene name='78/788816/P65_and_p50/1'>פקטור שעתוק עם שתי השרשראות</scene>