ภาพรวม

ลำดับ PEST คือลำดับเปปไทด์ที่อุดมไปด้วยโพรลีน (P), กรดกลูตามิก (E), เซรีน (S) และทรีโอนีน (T) ^{[ 1 ]}ลำดับ PEST ควบคุมระดับเอนไซม์โดยการเปลี่ยนอัตราการสลายตัวของเอนไซม์ พวกมันเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องครึ่งชีวิต ที่สั้น ซึ่งมักจะน้อยกว่าสองชั่วโมง^{[ 1 ]}โปรตีนที่แตกต่างกันสิบชนิดที่มีครึ่งชีวิตน้อยกว่าสองชั่วโมงได้รับการทดสอบ ยกเว้นหนึ่งชนิด โปรตีนทุกชนิดมีลำดับ PEST อย่างน้อยหนึ่งลำดับ^{[ 1 ]}โปรตีน 35 ชนิดที่มีครึ่งชีวิตระหว่างยี่สิบถึงสองร้อยยี่สิบชั่วโมงได้รับการทดสอบ และมีเพียงสามชนิดเท่านั้นที่มีบริเวณ PEST ^{[ 1 ]}การศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าบริเวณ PEST มีความสัมพันธ์โดยตรงกับการสลายโปรตีน อย่างรวดเร็ว ของโปรตีนที่พวกมันมีอยู่ การใช้งานทั่วไปของลำดับ PEST ได้แก่ ออ นโคยีนปัจจัยการถอดรหัสโปรตีนไคเนส เอนไซม์ และส่วนประกอบสำคัญของเส้นทางการส่งสัญญาณ

โครงสร้างและหน้าที่

บริเวณ PEST มีความยาวตั้งแต่สิบสองถึงหกสิบหน่วยย่อย และประกอบด้วย P อย่างน้อยหนึ่งตัว, E หรือ D อย่างน้อยหนึ่งตัว และ S หรือ T อย่างน้อยหนึ่งตัว^{[ 1 ]}นอกจากจะมีหน่วยย่อยที่จำเป็นแล้ว ลำดับ PEST ทั้งหมดยังมีลักษณะร่วมกันอีกหลายอย่าง ในลำดับ PEST ส่วนใหญ่ หน่วยย่อยโพรลีนจะฝังอยู่ในช่องไฮโดรโฟบิก ซึ่งหมายความว่าหน่วยย่อยโพรลีนจะมีหน่วยย่อยที่ไม่เป็นขั้ว เช่นไกลซีน (G) และอะลานีน (A) อยู่ทั้งสองด้าน นอกจากนี้ พวกมันทั้งหมดเป็นลูปบนพื้นผิวหรือส่วนขยายปลาย ซึ่งทำให้สามารถเข้าถึงได้สำหรับการดัดแปลง ลำดับ PEST ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรฟิลิก^{[ 2 ]}ดังนั้นพวกมันจึงยื่นออกมาจากช่องไฮโดรโฟบิกที่พวกมันอาศัยอยู่ ลำดับ PEST สามารถพบได้ทุกที่บนพอลิเปปไทด์ แต่โดยทั่วไปจะพบใกล้กับปลาย N หรือปลาย C

การตรวจจับ

มีการพัฒนาเครื่องมือเพื่อกำหนดตำแหน่งและความแข็งแรงของลำดับ PEST และเรียกว่า PEST-FIND ^{[ 3 ]} PEST-FIND ตรวจสอบโพลีเปปไทด์และกำหนด "คะแนน PEST" โดยพิจารณาจากความแข็งแรงของลำดับ PEST ในโพลีเปปไทด์ คะแนน PEST มีช่วงตั้งแต่ -50 ถึง +50 โดย +50 ยิ่งมีสารตกค้าง P, E, S และ T มากเท่าใด คะแนน PEST ก็จะยิ่งสูงขึ้นหรือยิ่งใกล้เคียงกับ +50 มากขึ้นเท่านั้น^{[ 3 ]}ปัญหาทั่วไปของโปรแกรมคอมพิวเตอร์นี้คือ คะแนน PEST ไม่ช่วยในการแยกแยะรูปแบบของกรดอะมิโนลำดับเปปไทด์ที่มีรูปแบบของ P, E, S และ T ที่แตกต่างกันอาจมีคะแนน PEST เดียวกัน รูปแบบ PEST ทั่วไปบางส่วน ได้แก่ PSEE, PSESEP, PSS และPY ^{[ 1 ]}ตัวอักษร Y ใน PY ย่อมาจากTyrosineและทำหน้าที่เป็นตัวทดแทนที่เหมาะสม เนื่องจากมีลักษณะคล้ายคลึงกันคือเป็นตำแหน่งที่เกิดการฟอสโฟรีเลชัน ( การดัดแปลงหลังการแปลรหัส )

ลักษณะของลำดับการระบาดของศัตรูพืช

หน้าที่ของลำดับ PEST ในฐานะเครื่องหมายการย่อยสลายโปรตีนได้รับการพิสูจน์แล้วโดยการลบลำดับ PEST ออกจากโปรตีนที่มีครึ่งชีวิตสั้น ในกรณีเฉพาะ ลำดับ PEST ถูกตัดออกจากเมาส์ ODC (mODC) บริเวณปลาย C ^{[ 4 ]}พบว่าโปรตีนที่สั้นลงมีความเสถียรเกือบสิบเท่าของเอนไซม์ดั้งเดิม^{[ 4 ]}การทดสอบนี้ทำซ้ำในยีสต์และ ไซคลิน โดยให้ผลลัพธ์เดียวกัน^{[ 4 ]} หน้าที่ของบริเวณ PEST ยังได้รับการพิสูจน์แล้วผ่านการเปลี่ยนแปลงกรดอะมิโนเพียงตัวเดียว หากกรดอะมิโนที่ไม่ใช่ PEST แทนที่โพรลีน กรดกลูตา มิก เซรีน หรือทรีโอนีน (โดยเฉพาะโพรลีนและทรีโอนีน) การย่อยสลายจะถูกยับยั้งอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาเหล่านี้ไม่เพียงแต่พิสูจน์หน้าที่เท่านั้น แต่ยังบ่งชี้ว่าบริเวณ PEST สามารถปลูกถ่ายได้ ทฤษฎีลำดับ PEST ที่สามารถปลูกถ่ายได้ถูกทดสอบเพิ่มเติมโดยการนำบริเวณ PEST ปลาย C จาก mODC และถ่ายโอนไปยังTrypanosoma ODC ^{[ 4 ]} Trypanosoma ODC กลายเป็นโปรตีนที่สลายตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งพิสูจน์ทฤษฎีนี้ได้^{[ 4 ]}การปลูกถ่ายนี้ถูกทำซ้ำกับโปรตีนที่เสถียรอีกสองสามชนิด และในทำนองเดียวกัน โปรตีนแต่ละชนิดก็สลายตัวอย่างรวดเร็วเช่นกัน

ลำดับ PEST บางส่วนเป็นสัญญาณการสลายโปรตีนแบบคงที่ ในขณะที่บางส่วนเป็นแบบมีเงื่อนไข มีตัวอย่างมากมายของสัญญาณการสลายโปรตีน PEST แบบมีเงื่อนไข ซึ่งแต่ละแบบมีเส้นทางการกระตุ้นที่แตกต่างกัน ตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดอย่างหนึ่งคือไฟโตโครมก่อนที่ไฟโตโครมจะถูกกระตุ้น มันจะอยู่ในรูปแบบมืดโดยมีครึ่งชีวิต 100 ชั่วโมง^{[ 4 ]}เมื่อดูดซับแสง ครึ่งชีวิตจะลดลงจาก 100 ชั่วโมงเหลือ 1 ชั่วโมง^{[ 4 ]}การดูดซับแสงทำให้เกิดไอโซเมอไรเซชันของโปรตีนระหว่างกรดอะมิโน 323 และ 361 ^{[ 4 ]}ไอโซเมอไรเซชันนี้จะเผยให้เห็นลำดับ PEST ที่ซ่อนอยู่ในไอโซเมอร์ เดิม และการย่อยสลายจะเริ่มต้นขึ้น

สมมติฐานปัจจุบันสำหรับเส้นทางที่ลำดับ PEST ใช้คือ การย่อยสลายโดย ยูบิค วิติน -26S โปรตีเอโซม^{[ 4 ]}เส้นทางนี้ทำงานโดยการทำเครื่องหมายโปรตีนด้วยโมเลกุลยูบิควิตินที่ 26S โปรตีเอโซมรู้จัก^{[ 5 ]} 26S โปรตีเอโซมซึ่งขับเคลื่อนด้วยATPจะคลี่โปรตีนที่ติดแท็กออกและสลายบริเวณเป้าหมายเป็น เป ป ไทด์ ขนาดเล็ก ^{[ 4 ]}

โปรตีนนิวเคลียร์ที่มีศัตรูพืช (PCNP) และการประยุกต์ใช้ในยุคปัจจุบัน

โปรตีนนิวเคลียร์เป็นโปรตีนที่พบในนิวเคลียสของเซลล์ และมีบทบาทสำคัญในการทำงานของนิวเคลียส เช่นการส่งสัญญาณและการควบคุมยีน^{[ 6 ]}โปรตีนนิวเคลียร์ที่มี PEST (PCNP) เป็นโปรตีนนิวเคลียร์ขนาดเล็กที่มีกรดอะมิโน 178 ตัว ซึ่งมีลำดับ PEST สองลำดับ PCNP มีส่วนร่วมในการควบคุมเซลล์และการแทรกแซงการเจริญเติบโตของเนื้องอก^{[ 7 ]}พบว่า PCNP มีการแสดงออกสูงในเนื้องอกร้ายบางชนิด ( มะเร็งปากมดลูกมะเร็งทวาร หนัก และมะเร็งปอด ) ^{[ 6 ]}พบความสัมพันธ์ระหว่าง PCNP กับเส้นทางการส่งสัญญาณที่สำคัญ เช่นเส้นทาง PI3K/AKT/mTOR ^{[ 8 ]}ซึ่งเป็นเส้นทางการทำงานผิดปกติที่สำคัญของมะเร็งหลายชนิด รวมถึงเป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการเพิ่มจำนวนเซลล์การเผาผลาญและการตายของเซลล์ ( อะพอพโทซิส ) การควบคุมระดับของ PCNP จะเพิ่มระดับการแสดงออกของทั้งสามเส้นทางในเส้นทาง PI3K/AKT/mTOR ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในเซลล์มะเร็งปอดชนิดอะเดโนคาร์ซิโนมา^{[ 8 ]} เนื่องจากการควบคุมระดับของ PI3K/AKT/mTOR ในเซลล์เหล่านี้ส่งเสริมทั้ง ออโตฟาจีและการเจริญเติบโตของเนื้องอก การควบคุมระดับจะยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็งปอดชนิดอะเดโนคาร์ซิโนมา อย่างไรก็ตาม พบว่าการควบคุมระดับของ PCNP ช่วยลดการแพร่กระจายของเซลล์เนื้องอก ประสาท[ ^{9 ] การ}ควบคุมระดับของ PCNP ในเซลล์เนื้องอกประสาทจะกลับผลนี้^{[ 9 ]}

นอกจากนี้ PCNP ยังเกี่ยวข้องกับเส้นทางการเปลี่ยนผ่านจากเซลล์เยื่อบุผิวเป็นเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (EMT) ซึ่งเป็นเส้นทางที่บ่งบอกถึงการเปลี่ยนผ่านของเซลล์ต้นกำเนิดเยื่อ บุผิว ไปเป็นเซลล์ที่แพร่กระจาย^{[ 8 ]}ผ่านเส้นทางนี้ PCNP ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเนื้องอกรังไข่โดยการกระตุ้นเส้นทาง EMT เส้นทาง EMT เชื่อมโยงกับเส้นทาง Wnt/β-catenin ซึ่งเป็นอีกเส้นทางหนึ่งที่ PCNP มีบทบาท^{[ 8 ]}การเพิ่มขึ้นของ PCNP ในเซลล์มะเร็งรังไข่ ผ่านเส้นทาง Wnt ส่งเสริมการแพร่กระจายของเซลล์ที่แพร่กระจาย^{[ 8 ]}สิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านกลไกที่ PCNP จับกับ β-catenin ซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายของ β-catenin ไปยังนิวเคลียส ส่งผลให้เส้นทางการส่งสัญญาณ Wnt/β-catenin ทำงานมากขึ้น^{[ 8 ]}ในทางกลับกัน การลดลงของ PCNP จะลดการเจริญเติบโตและการเคลื่อนที่ของเซลล์มะเร็งรังไข่ จากการวิจัยเกี่ยวกับ PCNP ในมะเร็ง ชนิดต่างๆ ทำให้ PCNP กลายเป็นเป้าหมายใหม่สำหรับการ รักษาโรคมะเร็ง