Efektor (biologie)

V molekulární biologii a biochemii se pod pojmem efektorová nebo efektorová molekula obvykle rozumí malá neproteinová molekula , která se selektivně váže na určité proteiny a reguluje jejich biologickou aktivitu. V tomto smyslu působí efektorové molekuly jako specifické ligandy , které mohou zvýšit nebo snížit aktivitu enzymu , transkripci a genovou expresi nebo intracelulární nebo mezibuněčnou signalizaci . Efektorové molekuly mohou také přímo regulovat aktivitu některých molekul mRNA (jedná se o tzv. „riboswitche“).

V některých případech mohou jako efektorové molekuly působit i poměrně velké proteinové molekuly (tzv. efektorové proteiny , které lze také jednoduše nazývat efektory) , zejména v intracelulárních signálních kaskádách.

Termín efektor se používá i v jiných oblastech biologie a fyziologie . Takže ve fyziologii se efektorový orgán často nazývá výkonný orgán nebo cílový orgán, který vykonává určité „řády“ centrálního nervového systému nebo endokrinních žláz . Například v případě reflexního stažení ruky z horkého sporáku je efektorovým orgánem ruka . Když je ACTH uvolněn do krve, kůra nadledvin je efektorovým orgánem . A v případě stresem vyvolaného zvýšení koncentrace adrenalinu v krevní plazmě a zvýšení toku sympatických stimulačních impulsů z centrálního nervového systému jsou efektorovými orgány všechny orgány, které mají sympatickou inervaci nebo mají adrenoreceptory ( srdce , průdušky , svaly atd.). Efektorový konec (nebo efektorový terminál, efektorová synapse) je distální konec axonu , přes který neuron přímo kontaktuje orgán nebo tkáň , které stimuluje nebo inhibuje.

V imunologii se efektorové buňky, na rozdíl od regulačních buněk, nazývají buňky, které přímo plní úkoly imunity , jako je detekce, rozpoznávání a ničení maligních buněk , bakterií , hub a dalších patogenů.

Příklady efektorových molekul

  1. Primární efektory  jsou efektorové proteiny, které iniciují odpovídající signální kaskády. Například v signální dráze adenylátcyklázy je primárním efektorem adenylátcykláza, ve fosfolipázové signální dráze  fosfolipáza C. Primární efektory způsobují tvorbu druhých poslů a ty zase aktivují sekundární efektorové proteiny.
  2. Sekundární efektory  jsou efektorové proteiny, které jsou cíli pro působení druhých poslů. Například v adenylátcyklázové dráze je proteinkináza A hlavním sekundárním efektorem a ve fosfolipázové dráze je proteinkináza C.
  3. Terciární efektory  jsou efektorové proteiny, které jsou cíli pro působení sekundárních efektorů (často více než jednoho cíle). Podobně se dále rozlišují kvartérní efektory a efektory N-tého řádu, kde N je hladina v kaskádě přenosu intracelulárního signálu.
  4. Allosterické efektory  jsou efektorové molekuly, které se mohou vázat na regulační proteiny zapojené do transkripce RNA za účelem změny jejich aktivity [1] . Zejména v důsledku alosterické aktivace se aktivační proteiny stávají aktivními a mohou se vázat na DNA a usnadňovat iniciaci RNA polymerázy , zatímco represorové proteiny se stávají neaktivními a nemohou se vázat na DNA a interferovat s RNA polymerázou. V důsledku toho se RNA polymeráza může vázat na DNA a zahájit proces translace. Alosterická inhibice je opačný proces.
  5. Bakteriální efektory  jsou efektorové proteinové molekuly, které jsou uvolňovány bakteriemi do vnějšího prostředí a ovlivňují vitální aktivitu buněk hostitelského organismu, nebo jsou dokonce přímo injektovány (vstřikovány) bakteriemi (obvykle patogenními) do buněk hostitelského organismu . Proces injekce (injekce) je zprostředkován specializovaným sekrečním systémem bakterií, například zejména sekrečním systémem typu III [2] .
  6. Houbové efektory  jsou efektorové proteinové molekuly, které jsou vylučovány patogenními houbami do vnějšího prostředí nebo přímo do buněk hostitelského organismu za účelem oslabení imunity hostitele, usnadnění invaze a kolonizace [3] .

Houby patogenní pro rostliny používají dva různé sekreční systémy molekul efektorových proteinů [4] a každá sekreční dráha je specifická pro jednu nebo jinou rodinu efektorových molekul:

  1. apoplastické efektory : proteiny, které zůstávají v apoplastu; translokují a hromadí se ve speciálním oddělení, které bezpečně kryje rostoucí hyfy houby z vnějšího prostředí a nazývá se „vnější invazivní membrána houby“;
  2. cytoplazmatické efektory : proteiny, které jsou schopny vstoupit do cytoplazmy rostlinných buněk. Zpočátku se hromadí ve složité struktuře, která se jeví jako rozhraní na spojení rostliny a houby a nazývá se „komplex biotrofního rozhraní“. Poté se translokují z vnější invazivní membrány houby do rostlinných buněk. Bylo prokázáno, že cytoplazmatické efektory mohou překonat vzdálenost několika vrstev rostlinných buněk. Předpokládá se, že tímto způsobem připraví tyto vrstvy buněk na další invazi houby (rozšíření prostoru, který houba zabírá).

Typy efektorů

Poznámky

  1. ↑ Anthony JF Griffiths. Úvod do genetické analýzy  (neurčeno) . - 10. vyd. - New York, NY: Freeman. - S. 410-411. — ISBN 1-4292-7634-7 .
  2. ↑ Cambronne ED , Roy CR Rozpoznávání a dodávání efektorových proteinů do eukaryotických buněk bakteriálními sekrečními systémy.  (anglicky)  // Doprava (Kodaň, Dánsko). - 2006. - Sv. 7, č. 8 . - S. 929-939. - doi : 10.1111/j.1600-0854.2006.00446.x . — PMID 16734660 .
  3. ↑ Steinberg, G. Hyfální růst: příběh motorů, lipidů a spitzenkörper  //  Eukaryotic Cell: journal. - 2007. - Sv. 6 , č. 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. Dva odlišné sekreční systémy usnadňují invazi do tkáně houbou Magnaporthe oryzae  (anglicky)  : journal. - Nat Commun, 2013. - Sv. 4 . - doi : 10.1038/ncomms2996 .