Kirpi Enzimi

Kirpi Enziminin Mekanizmaları

Tümörlerde kirpi enziminin inhibisyonu, tümör mikroçevresinde (TME) immün tolerans gelişimi ile ilişkilidir. Kanser hücrelerinde kirpi yollarıyla etkileşim, gelişmiş bağışıklık tepkilerini kolaylaştırabilir, böylece kontrol noktası inhibitörlerine karşı direnci önleyebilir ve mevcut toleransın üstesinden gelebilir. Ama kirpi enzimlerini nasıl hedef alırız? Bu kelime seçimi, kirpi aktivitesini düzenleyen mekanizmaların bir özetini sağlar.

Yakın zamanda yapılan bir çalışmada araştırmacılar, yeni inhibitör LGK-974’ün, Wnt ligandlarını palmitoylate eden bir O-asiltransferaz olan Porcupine’i inhibe ettiğini buldu. İlaç, tümör malignitelerini, makrofajların polarizasyonunu ve Wnt/b-katenin sinyalini önemli ölçüde inhibe etti. Bununla birlikte, enzim oldukça seçici olduğundan, uygulaması araştırma amaçlarıyla sınırlıdır.

Farelerde ve sıçanlarda yapılan çalışmalar, LGK-974’ün dokuda Wnt sinyalini inhibe ettiğini gösterdi, ancak bu, tümörlerde önceden var olan Wnt nedeniyle gecikti. Ek olarak, ilaç temizliğinin ardından doku Wnt sinyali düzeldi. Bu periyodik inhibisyon/iyileşme döngüsü, farelerde tümör gerilemesine yol açtı ve ilaç kesildikten sonra doku homeostazı yeniden sağlandı. Sıçanlarda doz aşımı bağırsak epitelizasyonunun ölmesine neden olmuştur.

Porcn geni, insan kanserine bağlanmıştır. Porcn proteini, diğer zara bağlı O-asiltransferazlarla yakından ilişkilidir. Bu nedenle kanser tedavileri için potansiyel bir hedeftir. Wnt sinyalini inhibe eder ve kanser kök benzeri hücreler için anahtar olan Wnt ligandlarını fosforile eder. Ayrıca, LGK-974, NSC’lerin köklüğünü etkileyebilir.

Wnt sinyalinin kirpi bazlı inhibitörleri keşfedildi. Bu ilaçlar, Wnt ligandlarının palmitoilasyonunu önleyen zara bağlı O-asiltransferazı hedefler. LGK974, palmitoleik asit fosforilasyonunu azaltarak Wnt sinyalini in vitro ve in vivo olarak inhibe eder. LGK-974 şu anda klinik deneylerde ve kanseri tedavi etmek için büyük bir potansiyele sahip.

ER ve plazma zarı

Bu flüoresan protein, ER ve plazma zarına yerleşir. FL T132A-Flag, FL WLS-HA ve PM-RFP ile birlikte transfekte edilir ve yoğunluğu beyaz oklarla birlikte ölçülür. FL T132A-Flag, sinyal peptidi, transmembran alanı, C-terminali ve STC’yi içerir. Protein, konfokal mikroskopi ile görüntülendi.

PORCN, Wnt’lerin doymamış bir yağ asidi olan palmitoleik asit ile asilasyonunu katalize eden, ER’de yerleşik bir bütünleyici zar enzimidir. Kanser hücrelerinde Wnt’leri hedef alan kirpi inhibitörleri klinik deneylerdedir. Bununla birlikte, PORCN inhibitörleri bu amaç için geliştirilmiştir, ancak çok azı saflaştırılmış enzimlerle başarılı bir şekilde sulandırılmıştır. Enzimin ilk başarılı saflaştırılması, Wnt asilasyonundaki rolünü gösterir.

Palmitoilasyon

Shh’nin bu aracılı palmitoilasyonu ER lümeni içinde gerçekleşir. Palmitoilasyon elde etmek için, Shh önce endoplazmik retikulum zarının lümen tarafına ulaşmalıdır. N-terminalinde bir Cys kalıntısı gerektiren kirpi enziminin palmitoilasyonu. Cys varsa, palmitoilasyon stokiyometriktir.

Palmitoilasyon süreci, çeşitli hücresel süreçlerin uygun hücresel montajı, dağılımı ve düzenlenmesi için çok önemlidir. Protein moleküllerinin palmitoilasyon durumu, fonksiyonlarını ve sinyal özelliklerini etkileyebilir. Bu süreç, T hücrelerindekiler de dahil olmak üzere birçok protein için önemlidir. Bu yazıda T hücrelerinde palmitoilasyonu tartışacağız. Bu işlem, farklı hücrelerde çeşitli şekillerde gerçekleşir.

Palmitoilasyon işlemi, proteinin birincil yapısında herhangi bir yerde meydana gelebilir. Bununla birlikte, zarı kapsayan proteinlerin transmembran bölgesinin yakınında en sık meydana gelir. Ayrıca, sitoplazmik zarın sitoplazmik tarafının yakınında meydana gelir. Diğer yağ asidi modifikasyon türlerinin aksine, palmitoilasyon yüksek oranda geri dönüşümlüdür, bu nedenle toplam protein palmitoilasyon miktarını belirlemek zordur.

Shh’nin palmitoilasyonunun nasıl meydana geldiğine dair net bir cevap bulunmamakla birlikte, enzimin aktivitesinin doğrudan bir okuması olduğu düşünülen şey, palmitatı bir tioester bağlantısı yoluyla Shh’nin N-terminal sisteinine aktarabilir. İşlem katalitik olmasına rağmen, That ve That’in işlem reaksiyonlarından farklıdır.

Bu çalışma, kirpi enzimi Porc’un Wnt proteinlerinin lipid modifikasyonunda yer aldığını göstermektedir. Drosophila’da, embriyonik merkezi sinir sisteminin akson yollarında Wnt-3 lokalizasyonu için Porc gereklidir. İşlevleri bilinmemektedir, ancak olası bir açıklama, Porc’un lipid değiştirici Wnt’lerdeki rolünü içerebilir.

Kirpinin, ER zarının bir parçası olan bir protein olan Wingless’ın lipidasyonunda kritik bir rol oynadığı öne sürülmüştür. Bu modifikasyon, Wingless’ı, salgılamadan önce özel lipid sal mikro alanlarına bölünmüş, zara bağlı bir proteine dönüştürür. Wingless’ı bu özel sal DRM’lerine hedeflemek için kirpi etkinliği gereklidir.

Wnt proteinleri, hücresel büyüme, farklılaşma ve homeostaz dahil olmak üzere çeşitli süreçleri düzenlerken, Porcupine (PORCN), Wnt’lerin translasyon sonrası modifikasyonu için gerekli bir zar enzimidir. PORCN mutasyonları, embriyonik ölümle sonuçlanan bir durum olan fokal dermal hipoplazi ile ilişkilidir. Bu enzimin Wnt asilasyonunu etkilediği gösterilmiş olsa da, enzimi in vitro olarak yeniden oluşturmak için hiçbir başarılı girişim olmamıştır.

ER’den Golgi’ye nakil

CBP-G, erken salgı yolunda kilit bir oyuncu olarak bir kirpi enzimi tanımlamıştır. İşlevi belirsizdir, ancak proteinlerin retrograd taşınmasını içerebilir. Golgi sarnıçları, proteinlerin spesifik yan zincirlerine şekerlerin eklenmesini katalize ettikleri için bu taşıma için bağlanma bölgeleridir. Bu süreç, O-bağlı glikosilasyon olarak bilinir ve Golgi aygıtındaki enzimler, seçilen proteinlerin şekerlere dönüşümünü katalize eder. Tipik olarak, N-asetilgalaktozamin eklenecek ilk şeker artığıdır ve müteakip kalıntılar birden ona kadar değişebilir.

ER’de bulunan zar proteinlerinin çoğu, kararlı olduğuna inanılan ve yüksek kaliteli bir protein taşıma mekanizması içeren bir bölme olan ER-Golgi bağlantısı veya ERGIC yoluyla Golgi aparatına göç eder. Lektin ailesine ait bir tip I transmembran proteini olan ERGIC-53, ERGIC bölmesinin prototipik bir belirteci olarak işlev görür. Golgi’de kirpi enzimi hem oldukça hareketli hem de uzun ömürlü sabit elementlerde bulunur.

İlginç bir şekilde, ERAD birkaç farklı fizyolojik süreci düzenler. Fizyolojik koşullara yanıt olarak ortaya çıkan polipeptitlerin bolluğunu ve kalitesini düzenler. Birkaç endojen substrat tanımlandığı için, düzenleyici ERAD’nin rolü muhtemelen büyük ölçüde bilinmemektedir. Ek olarak, diğer ER yerleşik E3 ligazlarına bağlanmamıştır. Gelişmekte olan polipeptitlerin kalitesini düzenlemedeki rolü tam olarak anlaşılamamıştır. Nihayetinde, düzenleyici ERAD’ın rolü, yeni terapötiklerin geliştirilmesi için esastır.

Sekresyonun

inhibisyonu Kirpi enzimi tarafından sekresyonun inhibe edilmesinin işlevsel önemi, bunun Drosophila hücrelerinde Wg işlemeyi uyarma kabiliyetine dayanmaktadır. Bu enzim, Drosophila Wnt-3’ün embriyonik merkezi sinir sisteminin akson yollarında lokalizasyonu için gereklidir. Sekresyonun inhibisyon mekanizması, memeli apikal sekresyonununkine benzer.

Lipidasyona ek olarak, membranla ilişkili Wingless’ın lipit sal DRM partiküllerine bölünmesi için Porcupine tarafından salgılanmanın inhibisyonu gereklidir. Hücre yüzeyinde Kanatsız özel sal DRM’leri hedeflemek için kirpi aktivitesi de gereklidir. Bu deneyler, Kirpiler tarafından sekresyonun inhibisyonunun, hücre yüzeyi ile ilişkili protein taşınmasının düzenlenmesi için önemli olduğunu göstermektedir.

Porcupine tarafından sekresyonun inhibisyonu, Fokal dermal hipoplazi ve diğer gelişimsel bozukluklar için potansiyel bir terapötik stratejidir. Porcupine geni, O-asil transferaz süper ailesine ait olduğu varsayılan çok geçişli bir transmembran proteini kodlar. Kirpi proteini, Kanatsız aktivite için gereklidir ve hücre zarında birikir. Kirpi eksi mutant hayvanlar, Wingless geninin azaltılmış aktivitesini gösterir.