Effektor (biologi)

I molekylærbiologi og biokemi forstås udtrykket effektor- eller effektormolekyle normalt som et lille ikke-proteinmolekyle , der selektivt binder sig til visse proteiner og regulerer deres biologiske aktivitet. I denne forstand fungerer effektormolekyler som specifikke ligander , der kan øge eller mindske enzymaktivitet , transkription og genekspression eller intracellulær eller intercellulær signalering . Effektormolekyler kan også direkte regulere aktiviteten af ​​nogle mRNA -molekyler (være såkaldte "riboswitches").

I nogle tilfælde kan ret store proteinmolekyler (de såkaldte effektorproteiner , som også kan kaldes blot effektorer) også fungere som effektormolekyler , især i intracellulære signalkaskader.

Udtrykket effektor bruges også inden for andre områder af biologi og fysiologi . Så i fysiologi kaldes et effektororgan ofte et udøvende organ eller et målorgan, der udfører visse "ordrer" af centralnervesystemet eller endokrine kirtler . For eksempel, i tilfælde af en refleks tilbagetrækning af hånden fra en varm komfur, er effektororganet hånden . Når ACTH frigives til blodet, er binyrebarken effektororganet . Og i tilfælde af en stress- induceret stigning i koncentrationen af ​​adrenalin i blodplasmaet og en stigning i strømmen af ​​sympatiske stimuleringsimpulser fra centralnervesystemet, er effektororganer alle organer, der har sympatisk innervation eller har adrenoreceptorer ( hjerte , bronkier , muskler osv.). Effektorenden (eller effektorterminalen, effektorsynapse) er den distale ende af axonet , hvorigennem neuronen kommer i direkte kontakt med det organ eller væv , som det stimulerer eller hæmmer.

I immunologi kaldes effektorceller, i modsætning til regulatoriske celler, celler, der direkte udfører immunitetsopgaver , såsom at opdage, genkende og ødelægge maligne celler , bakterier , svampe og andre patogener.

Eksempler på effektormolekyler

  1. Primære effektorer  er effektorproteiner, der initierer de tilsvarende signaleringskaskader. For eksempel i adenylatcyclase- signalvejen er den primære effektor adenylatcyclase, i phospholipasesignaleringsvejen  phospholipase C. Primære effektorer forårsager dannelsen af ​​sekundære budbringere , og de aktiverer igen sekundære effektorproteiner.
  2. Sekundære effektorer  er effektorproteiner, der er mål for virkningen af ​​sekundære budbringere. For eksempel i adenylatcyclase-vejen er proteinkinase A den primære sekundære effektor , og i phospholipase-vejen er proteinkinase C.
  3. Tertiære effektorer  er effektorproteiner, der er mål for virkningen af ​​sekundære effektorer (ofte mere end ét mål). Kvaternære effektorer og effektorer af N. orden skelnes yderligere på samme måde, hvor N er niveauet i kaskaden af ​​intracellulær signaltransmission.
  4. Allosteriske effektorer  er effektormolekyler, der kan binde til regulatoriske proteiner involveret i RNA- transkription for at ændre deres aktivitet [1] . Især på grund af allosterisk aktivering bliver aktivatorproteiner aktive og kan binde til DNA og lette initieringen af ​​RNA-polymerase , mens repressorproteiner bliver inaktive og ikke kan binde til DNA og interferere med RNA-polymerase. Som en konsekvens kan RNA-polymerase binde til DNA og begynde translationsprocessen. Allosterisk hæmning er den omvendte proces.
  5. Bakterielle effektorer  er effektorproteinmolekyler, der frigives af bakterier til det ydre miljø og påvirker den vitale aktivitet af cellerne i værtsorganismen, eller endda direkte injiceres (injiceres) af bakterier (normalt patogene) i værtsorganismens celler . Injektionsprocessen (injektion) formidles af et specialiseret sekretorisk system af bakterier , for eksempel især type III-sekretorsystemet [2] .
  6. Svampeeffektorer  er effektorproteinmolekyler, der udskilles af patogene svampe til det ydre miljø eller direkte ind i værtsorganismens celler for at svække værtens immunitet, lette invasion og kolonisering [3] .

Svampe, der er patogene for planter, bruger to forskellige sekretionssystemer af effektorproteinmolekyler [4] , og hver sekretorisk vej er specifik for en eller anden familie af effektormolekyler:

  1. apoplastiske effektorer : proteiner, der forbliver i apoplasten; de translokerer og akkumuleres i et særligt rum, der sikkert dækker svampens voksende hyfer fra det ydre miljø og kaldes "svampens ydre invasive membran";
  2. cytoplasmatiske effektorer : proteiner, der er i stand til at trænge ind i plantecellers cytoplasma. Til at begynde med akkumuleres de i en kompleks struktur, der fremstår som en grænseflade ved krydset mellem en plante og en svamp og kaldes det "biotrofiske grænsefladekompleks". Derefter translokerer de fra svampens ydre invasive membran til plantecellerne. Det har vist sig, at cytoplasmatiske effektorer kan overvinde afstanden mellem flere lag af planteceller. Det antages, at de på denne måde forbereder disse lag af celler til yderligere invasion af svampen (udvidelse af rummet optaget af svampen).

Effektortyper

Noter

  1. ↑ Anthony JF Griffiths. Introduktion til genetisk analyse  (ubestemt) . - 10. udg. - New York, NY: Freeman. - S. 410-411. — ISBN 1-4292-7634-7 .
  2. ↑ Cambronne ED , Roy CR Genkendelse og levering af effektorproteiner til eukaryote celler ved hjælp af bakterielle sekretionssystemer.  (engelsk)  // Trafik (København, Danmark). - 2006. - Bd. 7, nr. 8 . - S. 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. - Bd. 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. To forskellige sekretionssystemer letter vævsinvasion af risblastsvampen Magnaporthe oryzae  (engelsk)  : journal. - Nat Commun, 2013. - Vol. 4 . - doi : 10.1038/ncomms2996 .