سرتوين
بدايةً، السرتوينات هي عائلة من بروتينات الإشارة تشارك في تنظيم التمثيل الغذائي. إنها قديمة في تطور الحيوانات ويبدو أنها تمتلك بنية محمية للغاية في جميع ممالك الحياة. كيميائيا، السرتوينات هي فئة من البروتينات التي تمتلك نشاط أحادي ADP-ribosyltransferase أو ديسيلاز، بما في ذلك ديسيتيلاز، ديسوكسينيلاز، ديمالونيلاز، ديميريستويليز و ديبالميتويليز. يأتي الاسم Sir2 من التزاوج الصامت لجين الخميرة من النوع 'silent mating-type information regulation 2',
من جانب آخر، السرتوينات التي هيستونات نزع الأسيتيل متميزة من الناحية الهيكلية والميكانيكية عن الفئات الأخرى من هيستون ديسيتيلاسز (الفئات ا، IIA، IIB وIV) وهذه هي سرتوينات الإنسان (أربعة سرتوينات)، والتي لها طية بروتين مختلفة وتستعمل +Zn2 كعامل مساعد.
وفي هذا الصدد، من الدراسات في المختبر، تشارك السرتوينات في التأثير على العمليات الخلوية الخاصة بالشيخوخة، والنسخ، والاستماتة، والالتهاب ومقاومة الإجهاد، فضلاً عن كفاءة الطاقة واليقظة أثناء المواقف منخفضة السعرات الحرارية. اعتبارًا من عام 2018، لم يكن هناك دليل سريري على أن السرتوينات تؤثر على شيخوخة الإنسان.
وهو الجين المسؤول عن التنظيم الخلوي في الخميرة.
علاوةً على ذلك، السرتوين Sir2 (سرتوين الخميرة) وبعض السرتوينات هي بروتينات ديسيتيلاز. خلافا لغيرها من ديستيلازات البروتين المعروفة، والتي تحلل ببساطة بقايا الأسيتيل - ليسين، فإن تفاعل نزع الأسيتيل بوساطة السيرتوين يشبك نزع أسيتيل الليسين إلى +NAD في التحلل المائي. ينتج عن هذا التحلل المائي O-acetyl-ADP-ribose، الركيزة المنزوعة الأسيتيل والنيكوتيناميد، وهو مثبط لنشاط السرتوين نفسه. تستعمل هذه البروتينات +NAD للحفاظ على الصحة الخلوية وتحويل +NAD إلى نيكوتيناميد (NAM). يربط اعتماد السرتوينات على +NAD يربط نشاطها الأنزيمي مباشرة بحالة طاقة الخلية عبر نسبة NAD+ : NADH أو المستويات المطلقة لـ +NAD أو NADH أو NAM أو لمزيج من هذه المتغيرات.
المثبطات
- المنشطات
- انظر كذلك
- خلود بيولوجي
- ترايكوستاتين
- المراجع
وعلى صعيد آخر، يتم تثبيط نشاط سيرتوين معين بواسطة النيكوتيناميد، والذي يرتبط بموقع مستقبل معين. وهو مثبط لـ SIRT1 في المختبر، ولكن يمكن أن يكون محفزًا في الخلايا.
الأنواع
وفي السياق ذاته، تم التعرف على السرتوين الأول في الخميرة (حقيقيات النوى ) وتم تسميته sir2. وهو يوجد كذلك في الثدييات الأكثر تعقيدًا. توجد في المجموع 7 إنزيمات معروفة تعمل في التنظيم الخلوي مثلما يفعل sir2 في الخميرة. تم تصنيف هذه الجينات على أنها تنتمي إلى فئات مختلفة (I-IV)، اعتمادًا على هيكل تسلسل الأحماض الأمينية. تمتلك الكثير من بدائيات النوى الموجبة الجرام إلى جانب بكتيريا بحرية تسمى ثيرموتوغا ماريتيما سالبة الجرام السرتوينات التي هي وسيطة في التسلسل بين الفئات، وقد وضعت في فئة "غير متمايزة" أو فئة "U". فضلًا عن ذلك، فإن الكثير من البكتيريا موجبة الجرام، بما في ذلك ستافيلوكوكوس أوروس و ستربتوكوكوس بيوجينيس، إلى جانب الكثير من الفطريات تحمل السرتوينات المرتبطة بالنطاق الكبير macrodomain (يطلق عليها "الفئة M" من السرتوينات).
من جهة ثانية، يلعب SIRT3، وهو بروتين ميتوكوندريا ديستيلاز، دورًا في تنظيم الكثير من البروتينات الأيضية مثل نازعة هيدروجين الإيزوسيترات لدورة TCA. كما أنه يلعب دورًا في العضلات الهيكلية كاستجابة تكيفية أيضية. نظرًا لأن الجلوتامين هو مصدر a-ketoglutarate المستعمل لتجديد دورة TCA، فإن SIRT4 يشارك في استقلاب الجلوتامين.
النشاطات وتوزيع الأنواع
وفي هذا الصدد، السرتوينات هي عائلة من بروتينات الإشارة تشارك في تنظيم التمثيل الغذائي. وهي تقوم بالمراسلة والتنظيم بين نواة الخلية والمتقدرات. إنها قديمة في تطور الحيوانات ويبدو أنها تمتلك بنية محمية للغاية في جميع ممالك الحياة. في حين أن البكتيريا والجراثيم تشفر إما واحدًا أو اثنين من السرتوينات، فإن حقيقيات النوى ترمز الكثير من السرتوينات في جينوماتها. في الخميرة والديدان المستديرة وذباب الفاكهة، sir2 هو اسم أحد البروتينات من نوع سرتوين (انظر الجدول أدناه). تمتلك الثدييات سبعة سرتوينات (SIRT1–7) تشغل حجرات ثانوية مختلفة في الخلية:توجد السرتوينات SIRT1 و SIRT6 و SIRT7 في الغالب في النواة، أما SIRT2 فيوجد في السيتوبلازم، و السرتوينات SIRT3، SIRT4 و SIRT5 في الميتوكوندريا.
إصلاح الحمض النووي
ومن جهة أخرى، تعرضت الفئران من SIRT7 بضربة قاضية أظهرت شيخوخة مبكرة. بروتين SIRT7 مطلوب لإصلاح تقطعات مزدوجة في الحمض النووي عن طريق انضمام غير المتماثل للطرف.
علاوةً على ذلك، SIRT6 هو بروتين مرتبط بالكروماتين وفي خلايا الثدييات مطلوب لإصلاح تلف الحمض النووي باستئصال القاعدة. يؤدي نقص SIRT6 في الفئران إلى نمط ظاهري تنكسي شبيه بالشيخوخة. علاوةً على ذلك، يعزز SIRT6 إصلاح تقطعات في الحمض النووي. علاوة على ذلك، يمكن أن يؤدي الإفراط في تعبير SIRT6 إلى تحفيز الإصلاح التأشبي المتماثل.
ومن جهة أخرى، يتم استخدام بروتينات SIRT1 و SIRT6 و SIRT7 في إصلاح الحمض النووي. يعزز بروتين SIRT1 إعادة التركيب المتماثل في الخلايا البشرية ويشارك في إصلاح تقطعات تحدث في الحمض النووي.
في الشيخوخة
في هذا الإطار، على الرغم من أن الدراسات الأولية مع ريسفيراترول، وهو منشط لانزيمات الأسيتيل مثل SIRT1، هو ما دفع بعض العلماء إلى التكهن بأن ريسفيراترول قد يطيل العمر، لم يكن هناك دليل سريري على هذا التأثير ( بواقع 2018).
تليف الأنسجة
وعلى صعيد آخر، أشارت مراجعة أجريت عام 2018 إلى أن مستويات SIRT أقل في أنسجة الأشخاص المصابين بتصلب الجلد، وقد تزيد مستويات SIRT المنخفضة من خطر الإصابة بالتليف من خلال تعديل مسار إشارات TGF-β.
التاريخ
وفي هذا السياق، بدأ البحوث في بروتين السرتوين في سنة 1991 بواسطة ليونارد جوارينتي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. وازداد الاهتمام بعملية التمثيل الغذائي لـ +NAD بعد اكتشاف "شين-إشيرو إماي " وزملاؤه في مختبر غوارينت في عام 2000 أن السرتوينات تعتمد على +NAD في ديستيلازات البروتين.
📝 هل في هذه المقالة خطأ؟
إذا وجدت معلومة تحتاج تصحيحاً أو إضافة، أو أردت حذف المقالة، أرسل لنا طلباً وسنراجعه.
ما رأيك في هذه المقالة؟