دانلود پایان نامه تغییرات ساختاری و تغییرات محیطی


Widget not in any sidebars

اهمیت فزیولوژیکی NALCN توسط این یافته مشخص شد که موشهای فاقد این کانال دارای ریتم تنفسی غیر طبیعی بوده و در عرض 24 ساعت از تولد میمردند. به علاوه در نورونهای هیپوکمپ جداشده از موشهای فاقد NALCN تحریکپذیری به مقدار زیادی کاهش یافت .(Lu, et al., 2007)
به طور کلی NALCN برای تنظیم میزان تحریکپذیری نورونی ضروری اند و بنابراین کنترلکنندهی میزان Firing میباشند. به همین دلیل جهش در ژنهای کدکنندهی این کانال با بروز صرع و دیگر بیماریهای انسان وحیوان در ارتباط است .(Lu, et al., 2007)
1-4-4) کانال‌های TRP ‌
کانال‌های TRP پروتئین‌های غشا با شش قطعه عرض غشایی (TM) و یک منفذ هیدروفوبیک قابل نفوذ به کاتیون‌ها بین قطعه 5 و 6 می‌باشند(Nilius, et al., 2007) . در حال حاضر بیش از 50 عضو از خانواده TRP در مخمرها، کرم‌ها، حشرات، ماهیها و پستانداران معرفی شده است .(Vriens, et al., 2004) بر اساس همولوژی ساختاری، این کانال‌ها به 7 زیر خانواده شامل (TRPC)، (TRPV)، (TRPM)، (TRPA)، (TRPP)، (TRPML) و (TRPN) طبقه بندی می‌شوند (Clapham, et al., 2003; Vriens, et al., 2004).
اعمال شناخته شده این کانال‌ها متنوع هستند. نماتودها از کانال‌های TRP موجود در دندریت‌های نورون‌های سیستم بویایی خود برای شناسایی و جلوگیری از مواد مضر شیمیایی استفاده می‌کنند. انسان‌ها از کانال‌های TRP مجزایی برای درک مزه‌های شیرینی، تلخی و Umami و همچنین برای درک سرما و گرما استفاده می‌کنند.(de Bono, et al., 2002) این کانال‌ها می‌توانند به عنوان حسگرهای همهکاره خدمت کنند که به سلول‌های فرد و تمام ارگانیسم‌ها اجازه درک تغییرات محیطی را می‌دهند.
1-4-4-1) کانالهای TRPV
اگرچه دماهای گرم حدود (◦C42-◦C32) ممکن در بعضی شرایط خوشایند به نظرآیند، اما بسیاری از حیوانات دمای بالاتر از (◦C43(≥ برایشان مضر است. با استفاده از ثبتهای الکتروفیزیولوژی، آورانهای حسی مجزایی را شناسایی کردند که به دماهای گرم یا گرمای مضر پاسخ میدهند. در پریماتها، در دماهای معمول، در فیبرهای حساس به گرما پتانسیل عمل در یک حد پایین به طور مداومی شلیک میشود و همانطور که دما بالا میرود میزان پتانسیلهای عمل نیز افزایش مییابد .(Dhaka, et al., 2006)در واقع در یک نوع ازفیبرهای گرمایی در دمای ◦C41 ماکسیمم پاسخ را داریم ودر فیبر نوع دوم شاهد افزایش firing در دماهای بالاتری هستیم .(Hensel and Iggo, 1971)
بر طبق مطالعات صورت گرفته 4 عضو از خانوادهی TRPV کانال های کاتیونی انتخابی میتوانند با دماهای گرم تا بسیار گرم فعال شوند.◦C) TRPV1 43( و ◦C) TRPV252( ویژگیهای سازگار با سنسورهای گرمایی مضر را دارا میباشند و◦C) TRPV333) وTRPV4 (◦C34-◦C25) به دماهای گرم پاسخ میدهند (Dhaka, et al., 2006).
TRPV1 توسط ترکیبات کاپساسیندار تحریک و عمدتا در نرونهای حسی Peptidergic بیان شده (Caterina, et al., 1997; Tominaga, et al., 1998) و نیز در محدودهی دمایی بالاتر از(◦C43 (>فعال میشوند. این کانالها همراه با تعدادی از فاکتورها مثل فاکتور رشد عصب، برادیکینین، لیپیدها، پروستاگلاندین، پروتئینکیناز A و C وATP در فرآیندهای التهاب درگیر میشوند (Tominaga and Caterina, 2004). حذف این ژن بیان کننده کانال باعث فقدان کامل حساسیت دمایی در دماهای (◦C52-◦C42) در نورونهای حسی میشود (Caterina, et al., 2000; Davis, et al., 2000).
TRPV3 با دماهای گرم حدود◦C33 فعال شده و پاسخهای افزایشی را در دماهای مضرتر نشان میدهد (Peier, et al., 2002; Smith, et al., 2002; Xu, et al., 2002). ملاحظه شده TRPV3 با ترکیبات گیاهی مانند کامفر و همچنین ترکیب شیمیایی 2-aminoethoxyphenyl borate فعال شده و شدیدا به گرما و محرکهای شیمیایی حساس است (Chung, et al., 2005). این کانال در موشها در کراتینوسیت پوست بیان میشود (Peier, et al., 2002). گزارش شده موشهای دارای جهش این ژن در تنظیم خودبخودی گرما در بدنشان اختلال دارند.(Moqrich, et al., 2005)
1-5) پروتئین کینازها و تنظیم کانالهای یونی توسط فسفوریلاسیون
پروتئین کینازها آنزیمهایی هستند که سوبستراهای پروتئینی را بوسیلهی انتقال یک گروه فسفات از یک دهنده با انرژی بالا مانند ATP و GTP فسفریله میکنند (Blagden and de Bono, 2005). شواهد قابل توجهی وجود دارند که نشان میدهد مسیرهای سیگنالینگ داخل سلولی از جمله مسیرهای مربوط به پروتئین کینازها میتواند فعالیت کانالهای یونی مختلف را تعدیل کنند. فسفریلاسیون کانالهای یونی منجر به تغییرات ساختاری و به دنبال آن تغییرات عملکردی کانالهای یونی و همچنین تغییر فعالیت الکتریکی نورونها میشود (Iskande, et al., 1995). تغییر عملکرد کانالهای یونی توسط فسفوریلاسیون در نورونها میتواند تحریکپذیری را تحت تاثیر قرار دهد. مسیرهای سیگنالینگ مربوط به پروتئین کینازها از جمله مهمترین مسیرهای درگیر در فسفوریلاسیون کانالهای یونی اند. پروتئین کینازها به واسطه فسفوریله کردن پروتئینها منجر به تغییر در فعالیت آنها میشوند. این آنزیمها نقش اساسی در یکپارچگی شبکههای سیگنالینگ در سلولهای یوکاریوت دارند و فرایندهای سلولی بیشماری از جمله رشد، تمایز، تکوین، عملکرد و مرگ سلول را تنظیم میکنند (Cheetham, 2004, Kondapalli, et al., 2005).
در مواردی پروتئین کینازها بواسطهی تحریک گیرندههای گلوتامات متابوتروپیک(mGluRS) فعال میشوند و مکانیسمی را فراهم میآورند که بهوسیلهی آن گلوتامات میتواند از طریق مسیرهای سیگنالینگ پیامبر ثانویه، تحریکپذیری سلولی و انتقال سیناپسی را در سرتاسر سیستم اعصاب مرکزی تعدیل کند.
پروتئین کینازها بر اساس آمینواسیدهایی که مورد هدف قرار میدهند به دو دسته تقسیم میشوند: دسته اول تیروزین کینازها هستند که اسیدآمینه تیروزین را فسفریله کرده و خود شامل دو گروه تیروزین کیناز رسپتوری و تیروزین کیناز غیر رسپتوری میباشند (Shchemelinin, 2006). دسته دوم سرین-ترئونین کینازها هستند که سرین و ترئونین را فسفریله میکنند و محلول در سیتوپلاسم هستند و از مهمترین آنها پروتئین کیناز A و C میباشند.
یکی از سادهترین اعضای خانوادهی PK، پروتئین کیناز وابسته بهcAMP میباشد. فرایندهایی که cAMP درون سلولی را افزایش میدهد منجر به فعالسازی PKA میشود به عنوان مثال رسپتورهای متابوتروپیک گلوتامات نوع یک منجر به فعالسازی آدنیلیل سیکلاز و افزایش سطح cAMP میشود (Hermans and Challiss, 2001). PKA از دو زیرواحد کاتالیکی و دو زیرواحد تنظیمی تشکیل شدهاند که در حالت غیرفعال دو زیرواحد تنظیمی به یکدیگر متصلاند و جایگاههای فعال زیرواحد کاتالیکی را میپوشانند. زیرواحد تنظیمی دارای دو دمین متصل شونده به cAMP در پایانهی کربوکسیلی خود میباشد. پروتئینهای لنگری کیناز A (AKAP) که بعنوان داربست برای PKA به کار میروند، بوسیلهی پایانهی آمینی زیرواحد تنظیمی، آنزیم را در جایگاههای خاص در سلول متمرکز میکنند بنابراین محیطهای کوچک برای سیگنالینگ PKA ایجاد میکنند. زیرواحد کاتالیک دارای یک دمین انتهایی آمینی برای اتصال به ATP و یک دمین انتهایی کربوکسیلی برای اتصال به سوبسترای خود و آمینواسیدهای حفاظت شده برای انتقال فسفات به سوبسترا میباشد (Taylor, et al., 2004). کانالهای یونی شامل نواحی داخل سلولی برای فسفوریلاسیون هستند 4 ناحیه فسفوریلاسیون برای کانالهای سدیمی شناسایی شده که فسفوریله شدن این نواحی منجر به تعدیل عملکرد کانالهای سدیمی میشود. تیمارشدن نورونها توسط فعالکننده PKA (forskolin)، منجر به کاهش احتمال باز شدن کانالهای سدیمی و در نتیجه کاهش جریان سدیمی میشود (Li et al., 1992). با این حال گزارشاتی مبنی بر افزایش جریان سدیمی توسط PKA نیز وجود دارد (Iskander et al., 1995). فسفوریلاسیون کانالهای کلسیمی وابسته به ولتاژ به وسیله PKA سبب افزایش احتمال باز شدن کانال از طریق کاهش آستانه باز شدن کانال و در نتیجه افزایش جریان کلسیمی میشود (Sculptoreanu et al., 1993). به دلیل تنوع زیاد کانالهای پتاسیمی PKA هم دارای اثر مهاری و هم تحریکی بر این کانالها میباشد. Bastin و همکارانش در سال 1999 گزارش کردند که PKA از طریق فسفوریلاسیون کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیم منجر به کاهش میزان جریانهای پتاسیمی در لنفوسیتهای T میشود.
خانواده PKC در مسیرهای انتقال سیگنال شرکت میکنند و اثرات بسیاری از محرکهای خارج سلولی مانند فاکتورهای رشد، هورمونها و داروها را تعدیل میکنند و هیدرولیز لیپیدها را افزایش میدهند (Jenny, et al., 2005). این آنزیم برای فعالیت خود به دیآسیلگلیسرول و در برخی موارد کلسیم نیاز دارد. دیآسیلگلیسرول در نتیجهی هیدرولیز برخی لیپیدها ایجاد میشود. فعالیت رسپتورهای متابوتروپیک گلوتامات نوع یک قادر به فعالسازی فسفولیپازC و در نتیجه تولید اینوزیتولتریفسفات و دی آسیلگلیسرول به واسطهی هیدرولیز فسفاتیدیلاینوزیتول میباشد (Hermans and Challiss, 2001). این آنزیم دارای چهار دمین (C1-C4) میباشد. C1 حاوی موتیفهای لازم برای اتصال به دیآسیلگلیسرول، C2 دارای نواحی شناختهشده برای اتصال لیپیدهای اسیدی و در بعضی موارد کلسیم و C3 و C4 نواحی متصلشونده به ATP وسوبسترا را تشکیل میدهند. برخی از این کینازها به دلیل فقدان C2 غیر وابسته به کلسیم میباشند (Koya and L. King, 1998). شواهد نشان میدهد که در غلظتهای پایین دیاسیلگلیسرول یا PKC کانالهای سدیمی آهستهتر غیرفعال میشود در حالی که در غلظتهای بالا میزان جریانهای سدیمی کاهش مییابد (Numann, et al., 1999). تعدیل کانالهای کلسیمی توسط PKC منجر به افزایش میزان جریان کلسیمی میشود (Chang et al., 1991). اثر PKC بر کانالهای پتاسیمی بسته به نوع کانال میتواند مهاری یا تحریکی باشد (Iskander et al., 1995).
1-6) نیتریک اکسید، تعدیل کننده عملکرد نورون
مطالعات اولیه در مورد سیگنالهای میانجی شونده با نیتریکاکسید(NO) نشان میدهد که این گاز با اثر بر گوانیلیل سیکلاز محلول (SGC) سبب تحریک فعالیت آن میشود. به دنبال آن سطح گوانوزین مونوفسفات حلقوی (cGMP) افزایش مییابد که میتواند بر روی پلاستیسیتی سیناپسی، استراحت ماهیچه صاف، ترشح نورونی و انتقال عصبی اثرگذار باشد .(Uretsky, et al., 2005)
SGC یک آنزیم محتوی هِم سیتوزولی است که سبب تبدیل گوانوزین تری فسفات(GTP) به cGMP میشود. SGC با اتصال NO به بخش هِم آن فعال میشود و سبب افزایش غلظت درون سلولی cGMP میشود. مهمترین اثر cGMP، بر روی پروتئینکیناز G و کانالهای دریچهدار وابسته به نوکلئوتید حلقوی است. بدین وسیله NO اثرش را بر روی ماهیچه صاف و انتقال عصبی اعمال میکند (Krumenacker, et al., .2004).
نیتریک اکسید یک مولکول فعال زیستی است که فعالیتهای متنوعی را در سیستمهای زنده اعمال میکند. در پستانداران به عنوان یک پیامبر اصلی در قلب و عروق، سیستم ایمنی و عصبی شناخته شده و نقشهای تنظیمی، سیگنالی، حفاظتی و سمی را در سلول اعمال میکند (Wang, et al., 2006; Beligni and and Lamattina, 2001).
NO یک مولکول گازی لیپوفیل (lipophilic gas) بدون بار(Bartha, et al., 2005) و یک گونه واکنشپذیر نیتروژن محسوب می شود (Beligni and Lamattina, 2001). وضعیت شیمیایی NOبه اثر متقابل سه گونه ردوکس اشاره دارد: رادیکال نیتریک اکسید (NO•)، کاتیون نیتروزونیوم(NO+) ، و آنیون نیتروکسیل .(NO-) در کل رادیکال NO• به شدت مستعد اکسیداسیون و احیاء است (Wendehenne, et al., 2001).
بسیاری از اعمال تأثیرگذارNO مربوط به میل ترکیبی شدید آن به Fe است، مانند اثر روی پروتئینهای تنظیمی آهن .(Wattsr, et al., 2003)