MAPK: mitogen-activated protein kinase
MBP: Maltose-Binding Protein
NFAT: Nuclear factor of activated T cell
NF-kB: nuclear factor kappa beta
Ni: Nickle
NTA: Ni (2+)-Nitrilotriacetic Acid- 2+ Ni
NMDAR: N-methyl-D-aspartate receptor
NO: nitric oxide
NTP: National Toxicology Program
PA: phosphatidic acid
Pb: Plumbum (Lead)
PI3K: Phosphatidylinositol-3 kinase
PIP3: Phosphatidylinositol (3, 4, 5)-trisphosphate
PLEICS-01: Plasmid Leicester-01
PMT: Photomultiplier tubes
PTP: Protein-Tyrosine Phosphatase
RAF: rapidly accelerated fibrosarcoma
RNA: Ribo nucleic acid
ROS: Reactive oxygen species
SAPK: stress-activated protein kinase
SDS-PAGE: Sodium Dodecyl Sulfate Poly Acrylamide Gel Electrophoresis PAGE
Sef: similar expression to FGF genes
SH3: Src homology 3
SOD: Superoxide dismutase
TEMED: N, N, N’, N’ – tetramethyethylenediamine
TNF: Tumor necrosis factor
TRE: Transcriptional Response Element
TRPC3: canonical transient receptor potential protein 3
WHO: World Health Organization
فهرست شکل ها و جداول:
شکل 1 : نحوه عملکرد کلی FGF و FGFR
شکل 2 : گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی نوع 2
شکل 3 : ساختمان کلی RTK و انواع FGFR
شکل 4 : ساختمان اصلی یک اسید آمینه
شکل 5 : ساختمان اول، دوم، سوم و چهارم پروتئین
شکل 6 : دسته بندی گیرنده های تیروزین کینازی
شکل 7 : ساختار فاکتورهای رشد فیبروبلاست
شکل 8 : ساختار کریستالی کمپلکس FGF10-FGFR2b
شکل 9 : ا گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی و نواحی فسفریله شدن آن
شکل 10 : برخی از بیماریها و موتاسیون های نقطه ای پاتولوژیک گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی
شکل 11 : مسیر پیام رسانی گیرنده های فاکتور های رشد فیبروبلاستی
شکل 12 : مسیر پیام رسانی Ras/MAPK
شکل 13 : مسیر پیام رسانی PLCy/Ca+2
شکل 14: مسیر پیام رسانی PI3-K/Akt
شکل 15: مسیر سیگنالینگ ROS
شکل 16: پروتئین کیناز فعال کننده میتوژن
شکل 17 : مسیر فسفاتیدیل اینوزیتول-3 کیناز
شکل 18 : فاکتور رونویسی القاء شده 1
شکل 19: مسیر سیگنالینگ NF-kB
شکل 20 : فاکتور هسته ای فعال کننده سلول T
شکل 21: مسیر پیام رسانی AP-1
شکل 22 : عملکرد رسپتور NMDAR و فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز
شکل 23: اثر کادمیوم بر مسیر سیگنالینگ
شکل 24: انواع مسیرهای سیگنالینگ MAPK
شکل 25: اثر نیکل بر مسیر سیگنالینگ
شکل 26: آبشار سیگنالینگ فسفولیپید
شکل 27: ساختار شیمیایی اسیدآمینه های تیروزین ، تریپتوفان و فنیل آلانین
شکل 28: دیاگرام جابلونسکی
شکل 29: دناتوراسیون پروتئین
شکل 30: ساختار شیمیایی اوره و گوانیدین هیدروکلراید
شکل 31: پروتئین های نوترکیب و مزایا
شکل 32: استفاده ازایشریشیاکلی به عنوان یک ارگانیسم میزبان برای تولید پروتئین
شکل 33: توالی ژنی ناحیه کینازی و نقشه شماتیک از پلاسمید pLEICS-01
شکل 34: شمای کلی از روش ترانسفورماسیون
شکل 35: روش انجام SDS-PAGE به منظور بررسی بیان پروتئین
شکل 36: تخلیص پروتئین با استفاده از ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی
شکل 37: اسپکتروفلوریمتری Cary مدل Bio700 (Spectrofluorimetry)
شکل 38: اسپکتروسکوپی CD مدلJasco – J810 Circular dichroism spectroscopy))
شکل 39: اسپکتروسکوپی FTIR مدل (Infrared spectroscopy) Perkin-Elmer Spectrum RXI
شکل 40: بیان ژن ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b در باکتری E.coli در دمای 37 درجه سانتی گراد
شکل 41: بیان ژن ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b در باکتری E.coliدر دمای 20 درجه سانتی گراد
شکل 42: مقایسه‏ی حلالیت ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b در دو دمای20 و 37 درجه سانتی گراد
شکل 43: خالص‏سازی ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b با استفاده از ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی حاوی Ni²+-NTA
شکل 44: نتایج SDS-PAGE بعد از دیالیز
شکل 45: بررسی عملکرد ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b خالص شده
شکل 46: بررسی اثر سرب، کادمیوم، آلومینیوم و نیکل، بر روی ساختار دوم ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b با استفاده از دستگاه CD
شکل 47: بررسی تاثیر سرب بر پروتئین مورد نظر در دستگاه FTIR
شکل 48: بررسی ساختار سوم ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b
شکل 49: بررسی اثر دناتوراسیون شیمیایی بر طول موج ماکزیمم نشر فلوئورسنس ذاتی ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b
شکل 50: بررسی اثردناتوراسیون شیمیایی بر شدت نشر فلوئورسنس ذاتی ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b
جدول 1: جدول متغیرها
جدول2: خصوصیات فلوئورسنس اسیدآمینه های آروماتیک
جدول 3: رنج نرمال و سمی فلزات سرب، کادمیوم، آلومینیوم و نیکل در مایعات بدن.
فهرست مطالب
فصل اول مقدمه و اهمیت موضوع3
1-1- مقدمه4
1-1-1- فاکتور رشد فیبروبلاستی4
1-1-2- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاست4
1-1-3- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاست نوع 25
1-1-4- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی تیروزین کینازی6
1-1-5- فعال سازی کینازها از طریق ایجاد موتاسیون8
1-2- اهمیت موضوع وضرورت انجام تحقیق9
1-3- اهداف طرح9
1-3-1- هدف اصلی9
1-3-2- اهداف فرعی9
1-3-3- اهداف کاربردی10
1-3-4- فرضیات10

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب(به صورت کاملا تصادفی و به صورت نمونه) با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود-این مطالب صرفا برای دمو می باشد

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1-3-5- متغییرها10
فصل دوم مروری بر متون گذشته11
2-1- پروتئین12
2-1-1- ساختمان پروتئین ها13
2-1-2- گیرنده های تیروزین کینازی17
2-1-3- فاکتورهای رشد فیبروبلاستی18
2-1-4- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی20
2-1-5- گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی و اختلالات پاتولوژیکی22
2-1-6- مسیر پیام رسانی سلولی فاکتورهای رشد فیبروبلاستی25
2-1-7- تنظیم مسیر پیام رسانی فاکتور های رشد فیبروبلاستی29
2-2- فلز چیست؟31
2-2-1- فلزات سمی31
2-2-3- سرب32
2-2-4-کادمیوم32
2-2-5- نیکل33
2-2-6-آلومینیوم33
2-7- تاثیر فلزات بر مسیرهای سیگنالینگ34
2-7-1-ROS34
2-7-2- MAPK35
2-7-3- PI3K/Akt36
2-7-4- HIF37
2-7-5- NF-kB38
2-7-6- NFAT39
2-7-7- AP40
2-8- اثر ترکیبات فلزی بر مسیرهای سیگنالینگ و بیان ژن41
2-8-1- سرب41
2-8-2- کادمیوم43
2-8-3- نیکل46
2-8-4- آلومینیوم48
2-9- پیشگویی ساختمان پروتئین ها50
2-9-1- بررسی ساختار پروتئین ها50
2-9-2- مطالعه ی ساختاری پروتئین ها51
2-9-3- تکنیک های مطالعه ی ساختار پروتئین ها52
2-9-4- تکنیک فلوئورسانس اسپکتروسکوپی53
2-9-5- تکنیک دورنگ نمایی حلقوی(CD)56
2-9-6- تکنیک ها و عوامل دناتوراسیون57
2-10- تکنیک های تولید و تخلیص پروتئین های نوترکیب60
2-10-1- کاربرد پروتئین های نوترکیب60
2-10-2- پروتئین های نوترکیب (Recombinant proteins )60
2-10-3- تولید پروتئین های نوترکیب در گیاهان63
2-10-4- استفاده ازایشریشیاکلی به عنوان یک ارگانیسم میزبان برای تولید پروتئین64
2-10-5- خالص سازی پروتئین های نوترکیب64
فصل سوم مواد و روش ها66
3-1- مواد، تجهیزات و متغیر ها ی آزمایش67
3-1-1- مواد مورد استفاده در آزمایش67
3-1-2- دستگاه ها و تجهزات مورد استفاده در آزمایش68
3-2- محلول ها و بافرها69
3-2-1- تهیه ی استوک آمپی سیلین69
3-2-2- تهیه ی استوک IPTG70
3-2-3- تهیه ی بافر لیز کننده سلول جهت بررسی حلالیت پروتئین70
3-2-4- تهیه ی بافر لیز کننده سلول جهت تخلیص پروتئین70
3-2-5- تهیه ی محلول ژل پلی آکریل آمید 4%70
3-2-6- تهیه ی محلول ژل پلی آکریل آمید 12%71
3-2-7- تهیه ی محلول APS10%71
3-2-8- تهیه ی بافر الکترود x10 (Running buffer)71
3-2-9- تهیه ی بافر نمونه Sample Buffer))71
3-2-10- تهیه ی محلول Tris-Hcl 5/0 مولار72
3-2-11- تهیه ی محلول Tris-Hcl 5/1 مولار72
3-2-12- تهیه ی Staining Buffer72
3-2-13- تهیه ی Destaining Buffer73
3-2-14- تهیه ی محلول آکریل آمید- بیس آکریل آمید73
3-2-15- تهیه بافر SDS73
3-2-16- تهیه بافرA (Washing Buffer)73
3-2-17- تهیه بافر B ( (Eluting Buffer74
3-2-18- تهیه بافر دیالیز74
3-2-19- تهیه استوک گوانیدین هیدروکلراید (GnHCl)74
3-2-20- تهیه استوک فلزات74
3-2-21- آماده سازی محیط های کشت باکتری74
3-3- روش انجام کار75
3-3-1- نمایش ساختار پلاسمید نوترکیب pLEICS-01 و توالی ژنی ناحیه تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b75
3-3-2- مراحل تولید پروتئین نوترکیب77
3-3-3- تعیین غلظت پروتئین83
3-3-4- مطالعات اسپکتروسکوپی فلوئورسانس83
3-3-5- مطالعات اسپکتروسکوپی دورنگ نمایی حلقوی CD))85
3-3-6- مطالعات اسپکتروسکوپی FTIR86
3-3-7- مطالعات دناتوراسیون شیمیایی با استفاده از اسپکتروسکوپی فلوئورسانس87
فصل چهارم یافته ها و نتایج88
4-1- بررسی بیان پروتئین در دمای 37 درجه سانتی گراد88
4-2- بررسی بیان پروتئین در دمای20 درجه سانتی گراد89
4-3- بررسی حلالیت پروتئین بیان شده دردو دمای20 و 37 درجه سانتی گراد90
4-4- بررسی میزان خلوص پروتئین محلول شده91
4-5- آنالیز SDS-PAGE بعد از دیالیز92
4-6- بررسی عملکرد پروتئین خالص شده93
4-7- بررسی ساختار سوم ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b94
4-8- بررسی اثر دناتوراسیون شیمیایی بر طول موج ماکزیمم نشر فلوئورسنس ذاتی ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b98
4-9- بررسی اثردناتوراسیون شیمیایی بر شدت نشر فلوئورسانس ذاتی ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b101
4-10- بررسی اثر سرب، کادمیوم، آلومینیوم و نیکل، بر روی ساختار دوم ناحیه‏ی تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b104
فصل پنجم بحث و نتیجه گیری109
5-1- بحث و نتیجه گیری110
فهرست منابع:116
….………………………………………………………………………………..Abstract125
چکیده
زمینه: عوامل رشد فیبروبلاست (FGF) و گیرنده های آنها (FGFR) نقش اساسی در سلول ایفا می کنند. عدم تنظیم در مسیرهای سیگنالینگ FGF / FGFR با بسیاری از ناهنجاری ها و گسترش سرطان همراه است. از این گروه گیرنده‏ فاکتور رشد فیبروبلاستی نوع دو در مسیر پیام‏رسانی سلولی و تنظیم فرآیندهای مهم زیستی از جمله تمایز و تکثیر سلولی نقش اساسی دارد. اختلال در انتقال پیام این گیرنده با چندین اختلال پاتولوژیکی انسانی مرتبط می باشد. در این میان مسمومیت با فلزات سمی نیز یکی از مشکلات عمده در زیست شناسی سلولی است که اثرات آنها بر مسیرهای مختلف سیگنالینگ به اثبات رسیده است.
هدف: این مطالعه به منظور تخلیص ناحیه کینازی FGFR2b و بررسی اثر فلزات سمی سرب، کادمیوم، نیکل و آلومینیوم بر ساختار ناحیه کینازی رسپتور فاکتور رشد فیبروبلاستی نوع دو انجام شد.
مواد و روش‏ها: در این مطالعه تجربی پروتئین نوترکیب با استفاده از پلاسمیدpLEICS-01 ، باکتری BL21، القائ IPTG ، الکتروفورز و ستون حاوی Ni2+ -NTA بیان و خالص شد. فعال بودن نمونه پروتئین بعد از دیالیز توسط تعامل با ناحیه SH2 فسفولیپاز(PLC)C طبیعی و موتان توسط روش PAGE بررسی شد. طیف فلوئورسانس، CD, FTIR و دناتوراسیون شیمیایی پروتئین خالص شده در حضور غلظت های مختلف سرب، کادمیوم، نیکل و آلومینیوم بررسی و ارزیابی گردید.
یافته‏ها: بررسی SDS-PAGE قبل و بعد از القا شدن نشان داد که پروتئین بیان شده در دمای 20 درجه سانتی گراد محلول است. نتایج PAGE فعال بودن پروتئین خالص شده را تأیید کرد. بررسی طیف سنجی فلوئورسانس کاهش شدت نشر را با افزایش تدریجی غلظت هر چهار فلز سمی نشان داد. طیف CD نشان داد ناحیه ی کینازی مورد مطالعه ما دارای ترکیب بتای بیشتری نسبت به آلفا می باشد و نیز حضور کادمیوم، نیکل و آلومینیوم در محلول، ساختار دوم کیناز را تغییر نمی دهد، ولی سرب قادر به تغییر این ساختار می باشد. آزمایش انجام شده توسط FTIR نیز اثر سرب را تایید کرد. دناتوراسیون شیمیایی ساختار سوم در حضور کادمیوم، نیکل و آلومینیوم ناحیه کینازی را تغییر نداد. ولی این تغییر در حضور سرب مشاهده شد.
بحث و نتیجه‏گیری: باتوجه به یافته ها، ناحیه‏ کینازی گیرنده‏ نوترکیب عامل رشد فیبروبلاستی 2b که یک پروتئین 38 کیلودالتونی است تولید و خالص گردید و نشان داده شد که به صورت محلول و فعال است. تغییرات ساختار سوم و دوم ناحیه کینازی موجب ناپایدار شدن آن در حضور سرب گردید. این ناپایداری در سطح مولکولی می تواند موجب اختلال در مسیر پیام رسانی سلول شود. گرچه این ناپایداری در حضور کادمیوم، نیکل و آلومینیوم مشاهده نشد.
کلیدواژه‏ها: گیرنده‏ فاکتور رشد فیبروبلاستی، ناحیه کینازی، سیگنالینگ، فلزات سمی، طیف سنجی فلوئورسانس، CD، FTIR
فصل اول مقدمه و اهمیت موضوع

1-1- مقدمه
1-1-1- فاکتور رشد فیبروبلاستی
فاکتور رشد فیبروبلاستی یا FGF (شکل 1) پروتئینی است که در بسیاری از فرآیندهای سلولی نظیر تقسیم سلولی، تکوین جنین، رگ زایی و بسیاری از فرآیندهای دیگر نقش دارد. به علاوه، این پروتئین به عنوان یک فاکتور مهم به محیط کشت سلولهای بنیادی جنینی انسانی اضافه می شود تا بتوان سلول ها را در حالت بنیادینگی و بدون تمایز حفظ و تکثیر کرد (1).
1-1-2- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاست
گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاست(FGFR) در مسیر پیام رسانی سلول نقش کلیدی درتنظیم فرآیندهای زیستی از جمله تکثیر سلولی، بقا، مهاجرت و تمایز سلولی ایفا می کنند (2). متابولیسم سلولی، ترمیم بافتی، رگ زایی و توسعه ی مراحل جنینی از جمله وظایفی هستند که در دوران جنینی و بزرگسالی در بدن توسط این گیرنده ها با اتصال به فاکتورهای رشد فیبروبلاستی (FGF) انجام می شود(3). فرم های موتاسیون یافته ی گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی در سرطان های متعددی از جمله سرطان ریه، پستان، معده، مغز، سر و گردن، پروستات، کولون، رحم، مثانه و هم چنین مولتیپل میلوما شناخته شده است(6-4). عدم تعادل در انتقال پیام (سیگنالینک) FGFR با چندین اختلال پاتولوژیک انسانی مانند سندرم های اسکلتی مرتبط است (4). در این میان، FGFR2، نقش مهمی را در رشد و ترمیم بافتی بویژه استخوان و عروق خونی دارد.
شکل 1: نحوه عملکرد کلی FGF و .FGFR
1-1-3- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاست نوع 2
پروتئین نوترکیب FGFR2b (شکل2) متعلق به خانواده ی گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی (FGFR) است. این پروتئین دارای 334 اسید آمینه و وزن مولکولی تقریبی 38 کیلودالتون می باشد. تغییرات ژنتیکی در این گیرنده با سرطان های اندومتریال، تخمدان و پستان در ارتباط می باشد. قابل ذکر است که نوع جهش یافته این گیرنده در تعدادی از سرطان ها گزارش شده است که با افزایش پیام مرتبط با این گیرنده در ارتباط می باشد(7).
در این پروتئین نوترکیب با انتقال الگوی موتاسیون مشاهده شده در گیرنده بیان شده در سلول سرطانی، فرم فعال و نوترکیب ناحیه ی تیروزین کینازی پروتئین FGFR2b ایجاد شده است که دارای جهش های مورد نظر می باشد. قابل ذکر است که تهیه ی ناحیه ی تیروزین کینازی پروتئینFGFR2b به صورت خالص این امکان را فراهم می کند که در مطالعات بعدی بتوان اطلاعاتی راجع به ساختار و نیز بررسی برهمکنش پروتئین و لیگاند از جمله اثر مهارکننده های مختلف را روی ناحیه ی کینازی این پروتئین به دست آورد.
بر این اساس در این تحقیق، تغییرات ساختاری پروتئین نوترکیب FGFR2b بر اثر برهمکنش با فلزاتی که ذکر می شود، بررسی می گردد.
شکل 2: گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاستی نوع 2.
1-1-4- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی تیروزین کینازی
گیرنده‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی متعلق به خانواده‏ای از گیرنده‏های تیروزین کینازی (شکل 3) هستند. این گیرنده ها دارای دو ایزو فرم b و cمی باشند که هرکدام به ترتیب در بافت های اپی تلیال و مزانشیمال بیان می شوند. هم چنین هفت گیرنده‏ در خانواده ی گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی (شکل3) جای می گیرد که شامل FGFR1b، FGFR1c،FGFR2b ، FGFR2c، FGFR3b، FGFR3c و FGFR4 می‏باشد(8). این گیرنده ها در مسیر پیام‏رسانی سلول نقش کلیدی در تنظیم فرآیندهای زیستی از جمله تکثیر سلولی، بقا، مهاجرت و تمایز سلولی ایفا می‏کنند (9). همه آن‏ها دارای یک بخش داخل غشایی، یک ناحیه خارج سلولی متصل شونده به لیگاند و یک ناحیه داخل سلولی که خاصیت تیروزین کینازی دارد هستند. گیرنده ی FGFR2b ایزوفرم اپی تلیال گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی است. ناحیه ی کینازی FGFR2b متشکل از 334 اسیدآمینه می باشد و دارای ساختار به صورت دو ناحیه ی کینازی N-terminal و C-terminal است که توسط یک ناحیه ی اتصال دهنده انعطاف پذیر به هم مرتبط می شوند. این ناحیه ی اتصال دهنده حلقه ی فعال سازی نیز نامیده می شود که در عملکرد فسفریلاسیون تیروزین های ناحیه ی کیناز ی گیرنده نقش مهمی دارد. تقریبا %20 ژن‏های انسانی محصولاتی را کد می‏کنند که در مسیرهای پیام‏رسانی (سیگنالینگ) سلولی مشارکت دارند. تنظیم‏کننده‏های اصلی این مسیرها از طریق واکنش‏های فسفریلاسیون/ دفسفریلاسیون عمل می‏نمایند. آنزیم‏های تیروزین کیناز دسته‏ای از آنزیم‏ها هستند که مسئول فسفریلاسیون اسیدآمینه تیروزین روی پروتئین هدف خود هستند. دو خانواده از آنزیم‏های تیروزین کیناز وجود دارد که عبارتند از گیرنده های کینازی متصل به غشاء و کینازهای سیتوپلاسمی که گیرنده نیستند. ناحیه کاتالیتیکی از تیروزین کیناز شامل مکان اتصال به مولکول ATP ویژه و مکان اتصال به سوبسترا است (10).
الف)
ب)
شکل 3: الف) ساختمان کلی RTK. ب) انواع FGFR.
1-1-5- فعال سازی کینازها از طریق ایجاد موتاسیون
جهش‏های نقطه‏ای در نواحی خارج سلولی، داخل غشایی و داخل سیتوپلاسمی باعث دایمریزیشن و یا اتوفسفریلیشن بدون ایجاد اتصال بین لیگاند و گیرنده می‏شوند. فعال‏سازی کینازها از طریق ایجاد موتاسیون باعث فعالیت کینازی مداوم این آنزیم‏ها می‏شود. مکانیسم‏هایی که این موتاژنز آنزیمی را ایجاد می‏کنند شامل ترانس لوکشن کروموزومی یا موتاسیون های نقطه‏ای است که سبب تغییر در نواحی خارج سلولی، تغییر در ناحیه اتصال به ATP و تغییر در بخش کاتالیتیکی کیناز است. همه‏ی کینازها در فرم فعال از نظر کنفورماسیون شباهت زیادی با هم دارند در حالی که در فرم‏های غیر فعال از نظر ساختاری با یکدیگر متفاوت‏اند. آنکوژنیک تیروزین کینازها تنظیم فرآیندهای سلولی را مختل و یک فنوتیپ پاتولوژیک ایجاد می‏کنند، بنابراین به نظر می‏رسد که این پروتئین‏ها به عنوان یک هدف درمانی جالب توجه برای درمان سرطان باشند (11).
1-2- اهمیت موضوع وضرورت انجام تحقیق
درمطالعات انجام گرفته چندین جهش افزایش انتقال پیام در ناحیه ی کینازی FGFR2b در سرطان‏های اندومتریال، تخمدان و پستان شناسایی گردیده است. هم چنین مشخص شده است که اختلال تنظیمی مسیر پیام‏رسانی گیرنده‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی که می‏تواند ناشی از تغییرات ژنتیکی باشد با ایجاد سرطان ارتباط تنگاتنگی دارد (12). طبق مطالعات صورت گرفته، برخی فلزات سمی از جمله؛ سرب، کادمیوم، نیکل و آلومینیوم، می توانند سبب اختلال در مسیرهای سیگنالینگ سلولی و در نتیجه بروز بیماریهای متعددی شوند. یکی از سازوکارهایی که در ارتباط با اثر این ترکیبات روی رشد سلول‏های سرطانی مطرح می‏باشد اثر این ترکیبات بر روی مسیر انتقال پیام با واسطه تیروزین فسفریلاسیون می‏باشد (15-13). طبق دانش ما تاکنون برهمکنش FGFR2b KD با فلزات سمی از جمله؛ سرب، کادمیوم، نیکل و آلومینیوم، در مطالعه ای گزارش نشده است. بر این اساس در این مطالعه تغییرات ساختاری پروتئین نوترکیب FGFR2b KD بر اثر برهمکنش با سرب، کادمیوم، نیکل و آلومینیوم با کمک تکنیک های اسپکتروسکوپی شامل فلوئورسانس، CD و FTIR بررسی می‏گردد.
1-3- اهداف طرح
1-3-1- هدف اصلی
بررسی بیان و تخلیص ناحیه کینازی پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b و بررسی تغییرات ساختاری آن بر اثر برهمکنش آن با فلزات سمی.
1-3-2- اهداف فرعی
بیان پروتئین نوترکیب در باکتری E.Coli.
تخلیص پروتئین نوترکیب توسط کروماتوگرافی میل ترکیبی.
بررسی تغییرات ساختاری پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b بر اثر برهمکنش آن با فلزات سمی.
1-3-3- اهداف کاربردی
مشخص شدن عوامل موثر در تغیییر ساختار پروتئین نوترکیب FGFR2b می تواند در درمان برخی سرطان ها و بیماری ها موثر باشد.
1-3-4- فرضیات
پروتئین نوترکیب در باکتری E.Coli بیان می شود.
پروتئین نوترکیب توسط کروماتوگرافی میل ترکیبی خالص می شود.
ساختار ناحیه کینازی پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b در برهمکنش با سرب تغییر می‏کند.
ساختار ناحیه کینازی پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b در برهمکنش با کادمیوم تغییر می‏کند.
ساختار ناحیه کینازی پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b در برهمکنش با نیکل تغییر می‏کند.
ساختار ناحیه کینازی پروتئین جهش‏یافته نوترکیب FGFR2b در برهمکنش با آلومینیوم تغییر می‏کند.
1-3-5- متغییرها
عنوان متغیر
مستقل
وابسته
کمی
کیفی

تعریف علمی

مقیاس
پیوستهگسستهاسمیرتبه ایبیان پروتئین جهش یافته نوترکیب FGFR2b

*

*

غلظت پروتئین
mg/mlفلزات سمی*

*

ppb
بررسی تغییر ساختار سوم پروتئین جهش یافته نوترکیب FGFR2b**تکنیک فلوئورسانس تغییر ساختاری پروتئین نوترکیب
Flourescence Intensityبررسی تغییر ساختار دوم پروتئین جهش یافته نوترکیب FGFR2b**تکنیک پولاریزه تغییر ساختاری پروتئین نوترکیب
CD Spectropolarimeterبررسی تغییر ساختار دوم پروتئین جهش یافته نوترکیب FGFR2b**تکنیک اسپکترومتر تغییر ساختاری پروتئین نوترکیب
FTIR
cm-1
جدول 1: جدول متغیرها. متغیرهای مورد آزمایش، تعریف علمی هریک و مقیاس اندازه گیری آن ها.
فصل دوم مروری بر متون گذشته
2-1- پروتئین
پروتئینها ماکرومولکول هایی هستند که تمام اعمال مهم در ارگانیسم ها را انجام می دهند، از جمله این اعمال انجام واکنشهای بیوشیمیایی، انتقال مواد غذایی، تشخیص و انتقال پیامها است. بنابراین ژنها خزانه اطلاعات و پروتئینها ماشینهای حیات می باشند. پروتئینها از بهم پیوستن اسیدهای آمینه توسط پیوندهای پپتیدی به صورت یک زنجیره بوجود می آیند. پروتئینها از نظر طول زنجیره (از 30 تا بیش از 000/30 اسید آمینه) و همچنین ترتیب قرار گرفتن اسیدهای آمینه با هم متفاوت هستند.
پروتئین هایی که ما در طبیعت مشاهده می کنیم از طریق انتخاب طبیعی تکامل یافته اند تا عملی خاص را انجام دهند. عملکرد پروتئین ها به ساختار فضایی آنها بستگی دارد. اسیدهای آمینه که با ترتیبی خاص کنار هم قرار گرفته اند (ساختار اول) با پیچ و تاب خوردن در رو و کنار یکدیگر زیر واحدهایی را می سازند (ساختار دوم) که با استفاده از آنها ساختار فضایی پروتئین ساخته می شود(ساختار سوم) و حتی گاه چند واحد این چنینی با قرار گرفتن در کنار هم، خود ساختمان عظیم تری(ساختمان چهارم) را بوجود می آورند.
ساختمان پروتئین ها بطور تجربی بوسیله تکنیک های بلور نگاری پرتوی ایکس و رزنانس مغناطیسی هسته تعیین می شود. در طول 30 سال گذشته ساختمان بیش از 14000 پروتئین شناخته شده است و توالی بیش از 600000 پروتئین مشخص شده است. این موضوع حجم زیادی از اطلاعات را فراهم آورده است که می توان با استفاده از آنها اصول بنیادی ساختمان پروتئین ها را استنتاج کرد. این اصول درک چگونگی ایجاد ساختمان پروتئین ها، رابطه ساختمان و عمل و اساس ارتباط خویشاوندی بین پروتئین ها را آسان کرده است. علم ساختمان پروتئین در مرحله شناسایی و طبقه بندی است که در این مرحله ما میتوانیم اجزای شاخص و الگوها را در پروتئین هایی که ساختمان سه بعدی آنها تعیین شده است مشخص کنیم(17-16).
پروتئینها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت ‌مولکول‌های زیستی هستند که از زیر واحدهایی به نام اسید آمینه ساخته شده‌اند. پروتئین‌ها مانند زنجیری از یک کلاف سه‌بعدی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروه‌های کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند.
اسیدهای آمینه در شکل پروتئین خود فعالیتهای زیستی بی شماری از نظر ساختمانی، هورمونی و کاتالیزوری دارند. اسیدهای آمینه دارای یک گروه بازی ازته، که عموماً یک گروه آمینی (-NH2) است و یک واحد کربوکسیل اسیدی (COOH)، می باشند (شکل 4).
شکل 4: ساختمان اصلی یک اسید آمینه.
2-1-1- ساختمان پروتئین ها
پروتئین ها در واکنش های بدن و ساختمان آن نقش عمده دارند و نوع فعالیت آنها به ساختمان آنها بستگی دارد. بر اساس توالی اسیدآمینه، نوع، تعداد و چگونگی آرایش فضایی حاصل، پروتئین ها دارای 4 ساختمان اولیه، ساختمان نوع دوم، نوع سوم و نوع چهارم هستند.
2-1-1- 1- ساختمان اولیه
ساختمان اول پروتئین ها در ارتباط با ترتیب اسیدهای آمینه در زنجیره پلی پپتیدی است. با دانستن تعداد اسیدهای آمینه، نوع و توالی قرار گرفتن آنها ساختمان نوع اول مشخص می شود.
ساختمان اول توالی اسیدهای آمینه یا به عبارت دیگر آرایش اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی‌پپتید خطی است (شکل 5). دو پروتئین مختلف که تشابه معنی‌داری در ساختمان اول داشته باشد گفته می‌شود که با یکدیگر همولوگ هستند و بنابراین توالی DNA آنها نیز مشابه است. باور عمومی بر این است که دو پروتئین همولوگ از نظر تکاملی نیز بهم مرتبط هستند و از یک ژن اجدادی مشترک تکامل یافته‌اند.
2-1-1-2- ساختمان نوع دوم
ساختمان دوم بطور عمده از رشته های بتا و مارپیچ آلفا ساخته شده است (شکل 5). تشکیل ساختمان دوم در یک منطقه محلی از زنجیره پلی‌پپتیدی تا حدی بوسیله ساختمان اول تعیین می‌شود. توالیهای آمینواسیدی خاصی برای رشته‌های بتا یا مارپیچ آلفا مناسب است و بقیه برای تشکیل مناطق حلقه مناسب هستند. عناصر ساختمان دوم معمولاً خودشان را در شکل موتیف‌های ساده آرایش می‌دهند. موتیف‌ها بوسیله چفت شدن زنجیره‌های جانبی مارپیچ‌های آلفا یا رشته های بتای مجاور و نزدیک بهم تشکیل می‌شوند. معمولاً چندین موتیف برای تشکیل ساختارهای فشرده کروی ترکیب می‌شوند که دومِین نامیده می‌شوند.
ساختمان نوع دوم پروتئینها به ساختار زنجیره اسیدهای آمینه ای اطلاق می گردد که حاصل ایجاد پیوند
هیدروژن بین گروههای ایمینو و کربونیل اسیدهای آمینه مجاور می باشند.
1- منظم باشد زنجیره پلی پپتیدی مارپیچ α و صفحه β
2- یک کلاف گرد نامنظم باشند.
دلیل بروز چنین مارپیچ α ، وجود پیوندهای هیدروژنی است.
2-1-1- 2-1- مارپیچ آلفا
در صورتی که پیوندهای هیدروژنی در یک زنجیره پلی پپتیدی ایجاد شوند، پیوند بسیار پایداری حاصل می شود. صفحات اصلی یک زنجیره پپتیدی دور یک محور فرضی چرخش یافته و یک فرم مارپیچ را به ساختار فضایی می دهد.
 مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست‌گرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یک‌بار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می‌باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌ است.
مارپیچ آلفا از عناصر کلاسیک ساختمان پروتئین است که اولین بار در سال 1951 توسط پائولینگ توصیف شد. او پیشگویی کرد که این ساختمان باید پایدار و از نظر انرژتیک در پروتئین مناسب باشد.
مارپیچ آلفا در پروتئین وقتی پیدا می شود که در یک قطعه از توالی، همگی زوایای φ و ψ تقریباً 60- و 50- داشته باشند. همه پیوند های هیدروژنی در یک مارپیچ آلفا در یک جهت هستند، به دلیل آنکه واحد های پپتیدی در یک جهت در طول محور مارپیچ دنبال هم قرار گرفته اند.
اثر کلی یک دو قطبی خالص برای مارپیچ های آلفا این است که یک بار مثبت جزئی درانتهای آمینو و بار منفی جزئی در انتهای کربوکسی مارپیچ آلفا دارد. این بار برای جذب لیگاند های با بار مخالف و لیگاندهای با بار منفی بویژه آنهاییکه دارای گروه فسفات هستند و معمولاُ به انتهای نیتروژن مارپیچ آلفا وصل می شوند اثر دارد.
دیده شده است که زنجیره های جانبی مختلف تمایل ضعیف اما معینی برای حضور در مارپیچ آلفا یا عدم حضور در آن دارند. بنابراین آلانین، گلوتامیک اسید، لوسین و متیونین تشکیل دهنده های خوب مارپیچ آلفا هستند، در حالیکه پرولین، گلایسین، تایروزین و سرین از این نظر بسیار ضعیف هستند. چنین تمایلاتی برای هر تلاش اولیه برای پیشگویی ساختمان دوم از توالی اسیدهای آمینه نقطه مرکزی هستند اما به اندازه کافی قوی نیستند که پیشگویی دقیقی را باعث شوند. عمومی ترین مکان برای مارپیچ های آلفا در ساختمان پروتئین در طول سطح خارجی پروتئین است که یک سمت از مارپیچ به طرف حلال و سمت دیگر به طرف آبگریز داخلی پروتئین است. بنابراین با 6/3 اسیدآمینه در هر دور تمایلی برای زنجیره های جانبی به تغییر از آبگریز به آبدوست با تناوب سه یا چهار اسید آمینه وجود دارد. هر چند این گرایش بعضی مواقع در توالی اسیدهای آمینه دیده می شود اما به اندازه کافی برای پیشگویی ساختمان به تنهایی کافی نیست. زیرا اسید آمینه هایی که به سمت محلول هستند می توانند آبگریز باشند و به علاوه مارپیچ های آلفا می توانند بطورکامل در داخل پروتئین یا کاملاً در معرض حلال باشند.
2-1-1 -2-2- صفحه‌های بتا
ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار می‌باشند. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند، بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.
صفحات زنجیره های پلی پپتیدی مختلف که دارای استخوان بندی پله پله هستند به کمک پیوندهای هیدروژنی زوایایی بین خود ایجاد می کنند. اکسیژن عامل کربنیل یک زنجیره پلی پپتیدی + هیدروژن ازت زنجیره پلی پپتیدی پیوند هیدروژنی ایجاد می کنند که به آنها صفحات چین دار یا ساختمان β گویند.
رشته های بتا برای تشکیل صفحات چین خورده به دو طریق میتوانند با هم میان کنش داشته باشند، یا به حالت صفحه موازی همسو و یا به حالت موازی ناهمسو.
2-1-1-3- ساختار سوم
ساختار سوم، به حالت سه‌بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می‌گیرد، گفته می‌شود (شکل 5).
اصطلاح ساختمان سوم را به عنوان یک اصطلاح مشترک هم برای طریقه آرایش موتیف‌ها به ساختمان‌های دومِین و هم برای راهی که یک زنجیره پلی‌پپتیدی به چندین دومِین تا می‌خورد بکار می‌بریم. در همه مواردی که مشاهده شده، نشان داده شده است که اگر توالی اسیدهای آمینه در دو دومِین در پروتئین‌های مختلف همولوژی داشته باشند، این دومِین ها ساختمان سوم مشابه دارند.
2-1-1-4- ساختار چهارم
ساختار چهارم به حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر گفته می شود (شکل 5). بیشتر پروتئین‌ها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختار ترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد (20-18).
شکل 5: ساختمان اول، دوم، سوم و چهارم پروتئین.
2-1-2- گیرنده های تیروزین کینازی
تعداد 518 پروتئین کیناز در ژنوم انسان وجود دارد که این میزان حدود 7/1 درصد از کل ژنوم انسانی است. 90 مورد از این تعداد شامل تیروزین کینازها هستند که نقش اصلی در پیام رسانی داخل سلولی ایفا می کنند. علاوه براین تیروزین کینازها مهم ترین گروه خانواده ی کینازها هستند که در بیولوژی سرطان مورد مطالعه قرار گرفته اند. این 90 تیروزین کیناز در انسان به دو گروه عمده تقسیم می شوند. گروه اول گیرنده های تیروزین کینازی متصل به غشا هستند و شامل 58 مورد می شوند و گروه دیگر تیروزین کینازهای سیتوپلاسمی هستند که گیرنده نیستند، این گروه شامل 32 مورد می شود. گیرنده های تیروزین کیناز براساس ساختار ناحیه ی خارج سلولی شان به 20 خانواده تقسیم می شوند (شکل6). همچنین گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی متعلق به خانواده ی گیرنده های تیروزین کینازی است (21).
شکل6: دسته بندی گیرنده های تیروزین کینازی. گیرنده های تیروزین کیناز براساس ساختار ناحیه ی خارج سلولی شان به 20 خانواده تقسیم می شوند. هر گیرنده سه ناحیه دارد. ناحیه خارج سلولی، ناحیه گذرنده از غشا و ناحیه کینازی داخل سیتوپلاسمی. گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی در دسته چهارم این خانواده قرار دارند.
2-1-3- فاکتورهای رشد فیبروبلاستی
فاکتورهای رشد فیبروبلاست (FGF) یک ناحیه‏ی هسته‏ای همولوگ دارند که شامل 120 الی 130 اسیدآمینه است. این ناحیه از کنار هم قرار گرفتن 12 رشته‏ی β ناهمسو (آنتی‏پارالل) (β1-β12) تشکیل شده است (شکل7). محل اتصال هپاران سولفات گلیکوزآمینوگلیکان (HSGAG) در ناحیه هسته‏ای پروتئین‏های فاکتورهای رشد فیبروبلاست، متشکل از حلقه β1-β2 و قطعاتی از منطقه دربرگیرنده‏ی β10 و β12 است. یک واحد عملکردی کمپلکس FGF-FGFR متشکل از دو کمپلکس FGF-FGFR-HSGAG با نسبت 1: 1: 1 است که به صورت دایمر متقارن کنار یکدیگر قرار می گیرند. در این دایمر هر لیگاند به طور هم زمان به هر دو گیرنده متصل می شود و هر دو گیرنده نیز با یکدیگر در ناحیه D2 به طور مستقیم در تماس هستند. ساختار کریستالی کمپلکس FGF10-FGFR2b در شکل 8 نشان داه شده است. هپاران سولفات گلیکوزآمینوگلیکان متصل به انتهای دیستال غشایی دایمر، موجب تقویت اتصال پروتئین-پروتئین می‏شود. این نواحی علاوه برتسهیل اتصال FGF-FGFR، موجب تثبیت پروتئین‏های فاکتورهای رشد فیبروبلاست در برابر تجزیه می‏شوند و به عنوان یک مخزن ذخیره سازی لیگاند عمل می‏کنند. این نواحی هم چنین شعاع انتشار لیگاند را تعیین می‏کنند.
علاوه براین ناحیه دیگری به نام پروتئین اتصالی به فاکتورهای رشد فیبروبلاست (FGFBP) که یک پروتئین حامل است می تواند پروتئین‏های فاکتورهای رشد فیبروبلاست را از طریق آزادسازی آن‏ها از ماتریس خارج سلولی، یعنی در جایی که آن‏ها توسط اتصال به هپاران سولفات گلیکوزآمینوگلیکان محدود شده‏اند فعال سازد. مشاهده شده است که پروتئین اتصالی موجب افزایش تکثیر سلول‏های فیبروبلاست وابسته به FGF2 می‏شود و یک نقش مهمی در پیشرفت بعضی از سرطان‏ها دارد (22).
شکل7: ساختار فاکتورهای رشد فیبروبلاست. 12 رشته‏ی β ناهمسو (آنتی‏پارالل) (β1-β12) و همچنین دو انتهای کربوکسیلی فاکتورهای رشد فیبروبلاستی 1، نشان داده شده است.
شکل8: ساختار کریستالی کمپلکس FGF10-FGFR2b. ناحیه اتصال فاکتور رشد فیبروبلاستی 10 به نواحی قسمت خارج سلولی گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاستی 2b در شکل نشان داده شده است.
2-1-4- گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی
فاکتورهای رشد فیبروبلاست پستانداران (FGFs) شامل خانواده‏ای از 18 عضو (FGF1–FGF10) و (FGF16–FGF23) هستند. این فاکتورها از طریق چهار گیرنده تیروزین کینازی (FGFR1-4) و ایزوفرم‏های آن‏ها پیام سلولی ایجاد می‏کنند و از این طریق رشد و نمو جنین و سوخت و ساز بدن بزرگسالان را تنظیم می کنند. انتقال پیام کنترل نشده فاکتور رشد فیبروبلاست می‏تواند منجر به بدخیمی‏های انسانی شود. پروتئین‏های گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی متعلق به خانواده‏ای از گیرنده‏های تیروزین کیناز (RTK) هستند و همه آن‏ها یک بخش داخل غشایی، یک ناحیه خارج سلولی متصل شونده به لیگاند و یک ناحیه داخل سلولی با خاصیت تیروزین کینازی دارند. قسمت خارج سلولی یک گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی اولیه شامل سه ناحیه (Domain) شبه ایمونوگلوبولین (Ig) ،(D1، D2 و D3) است که توسط اتصال‏دهنده های انعطاف‏پذیر به یکدیگر متصل شده‏اند. از ویژگی‏های منحصر به فرد گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی وجود توالی‏ غنی از گلوتامات، آسپارتات، سرین درناحیه‏ی اتصال D2-D1 است که جعبه AB1 نامیده می‏شوند. موقعیت رزیجوهای تیروزین، جعبه اسیدی و هم چنین نواحی شبه ایمونوگلوبولین گیرنده در شکل 9 نشان داه شده است (23-21). هم چنین دو مکان اتصال برای فاکتور رشد فیبروبلاست، یک مکان اتصال به هپارین، و یک سایت تعامل گیرنده–گیرنده در D2 و D3 این گیرنده‏ها شناسایی شده است. اتصال مولکول‏های فاکتور رشد فیبروبلاست به گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی باعث جفت شدن (دایمریزیشن) گیرنده و به دنبال آن ترانس فسفریلیشن تیروزین موجود در حلقه‏ی فعال‏سازی ناحیه کینازی می‏شود. متعاقب آن قسمت انتهای کربوکسیل (COOH-terminal tail) گیرنده فسفریله می‏شود. در نتیجه گیرنده فعال شده و پروتئین‏های داخل سلولی مثل FRS2 (FGFR substrate2) را نیز فسفریله و فعال می کند. در نهایت شبکه‏ی انتقال پیام (سیگنالینگ) داخل سلولی القاء می‏شود که فرآیندهای بیولوژیکی کلیدی مانند تکثیر سلولی، بقا، مهاجرت و تمایز را به طور دقیق تنظیم می‏کنند (25-23).
در مجموع هفت گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی اصلی شامل FGFR1b، FGFR1c،FGFR2b ، FGFR2c، FGFR3b، FGFR3c و FGFR4 داخل سلول وجود دارد. ایزوفرم b معمولاً در بافت اپی‏تلیال بیان می‏شود در حالی که ایزوفرم c معمولا در بافت مزانشیمی بیان می‏شود. لیگاندها در هر دو بافت اپی‏تلیال و مزانشیمی تولید می‏شوند و به طور کلی گیرنده‏های بافت مخالف خاص خود را فعال می‏کنند. در شرایط فیزیولوژیکی طبیعی یک لیگاند تولید شده در اپی‏تلیوم، گیرنده مزانشیمی را فعال می‏کند و برعکس. در وضعیت‏های پاتولوژیک این اتصال اختصاصی لیگاند و گیرنده از بین می‏رود که این امر در سرطان‏هایی شایع است که بیان بیش از اندازه‏ی پروتئین‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی در آن‏ها مشاهده می‏شود (27-26).
شکل9: گیرنده های فاکتور رشد فیبروبلاستی و نواحی فسفریله شدن آن. موقعیت ریشه های تیروزین روی بخش داخل سلولی گیرنده نشان داده شده است. نواحی شبه ایمونوگلوبولین D1, D2, D3 در قسمت خارج سلولی گیرنده و ناحیه جعبه اسیدی در شکل نشان داده شده است.
2-1-5- گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی و اختلالات پاتولوژیکی
عدم تعادل در انتقال پیام (سیگنالینگ) گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی با چندین اختلال پاتولوژیکی انسانی مرتبط است، مانند سندرم‏های اسکلتی از جمله سندرم کروزون و سندرم فایفر که به دلیل جهش در ناحیه کینازی پروتئین FGFR2 ایجاد می‏شوند (28)، سندرم کالمن که می‏توان آن را به جهش در FGFR1 نسبت داد (29). سندرم LADDکه به دلیل کاهش عملکرد ناحیه کینازی FGFR2 و FGFR3 ایجاد می‏شود (30) و نیز برخی از سرطان‏ها. در سرطان‏های انسانی پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی توسط مکانیسم‏های مختلف نامنظم می‏شوند از جمله بیان نابجا، جهش، امپلیفیکیشن و بازآرایی‏های کروموزومی. چندین تغییر ژنتیکی و جهش درون خانواده‏ی گیرنده‏های فاکتور رشد فیبروبلاستی شناسایی شده‏اند. تغییرات ژنتیکی که فنوتیپ سرطانی را ایجاد می‏کنند شامل جهش حذفی، جهش افزایش عملکرد، جهش ازدست دادن عملکرد و امپلیفیکیشن است (31). فرم‏های جهش یافته‏ی پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی در سرطان‏های متعددی از جمله سرطان ریه، پستان، معده، مغز، سر و گردن، پروستات، کولون، رحم، مثانه و هم چنین مولتیپل میلوما شناخته شده است (33-32). جهش‏های افزایش عملکرد در پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی مسئول بیماری‏های مختلف از جمله کرانیوستوزیس ، سندرم کوتولگی و برخی از سرطان‏ها است. اغلب جهش‏ها در پروتئین‏های گیرنده های فاکتورهای رشد فیبروبلاستی مستقل از لیگاند هستند اما در بعضی موارد مانند Ser252Trp و Pro253Arg در اکتودومین مولکول FGFR2 تنها در هنگام اتصال لیگاند اثرشان ظاهر می‏شود. این جهش‏ها باعث سندرم آپرت از طریق افزایش تمایل اتصال لیگاند و از طرفی بالا رفتن میزان اتصال نامناسب لیگاندها به گیرنده‏های خود می‏شود (34). جهش‏های ناحیه ی گذرنده از غشا، مانند Gly380Arg در FGFR3، اینتراکشن غیرکوالانسی بین هلیکس های گذرنده از غشا را زیاد می‏کند و تقریباً در همه‏ی موارد آکنودروپلازیا که شایع‏ترین فرم ژنتیکی کوتولگی است دیده می‏شود (35). جهش‏هایی که منجر به بیان بیش از اندازه و افزایش عملکرد FGFR3می‏شوند در مولتیپل میلوما که یک بدخیمی غیرقابل درمان سلول‏های B است رخ می‏دهد (36).FGFR4 ارزش بالقوه‏ای به عنوان یک مارکر پیش‏آگهی در سرطان دارد. Arg388 در FGFR4 با افزایش پیش‏روی سرطان پروستات مرتبط است، این پروتئین با افزایش تحرک و تهاجم سلولی موجب افزایش متاستاز می‏شود(37). برخی از این بیماریها و جهش ها ی نقطه ای به همراه اختلالات پاتولوژیکی مربوطه در شکل 10 نشان داده شده اند.
الف)
ب)
ج)
شکل10: برخی از بیماری ها (الف و ب) و موتاسیون های نقطه ای پاتولوژیک گیرنده ی فاکتور رشد فیبروبلاستی(ج). این جهش ها در نواحی مختلف خارج سلولی، ناحیه گذرنده از غشا و ناحیه کینازی گیرنده های FGFR1,2,3 به همراه اختلال پاتولوژیکی مرتبط با جهش مورد نظر با علامت فلش در شکل مشخص شده اند.

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

2-1-6- مسیر پیام رسانی سلولی فاکتورهای رشد فیبروبلاستی

دسته بندی : پایان نامه

پاسخ دهید