Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Alpha και Beta Tubulin

Η κύρια διαφορά μεταξύ άλφα και βήτα τουμπουλίνης είναι ότι η άλφα τουμπουλίνη είναι σχεδόν πλήρως υποχρεωμένη, αλλά μόνο το ~10% της βήτα τουμπουλίνης είναι φωσφορυλιωμένη . Επιπλέον, η αναστολή αναφέρεται σε μια μορφή μετα-μεταφραστικής τροποποίησης που λαμβάνει χώρα στην άλφα τουμπουλίνη ενώ η φωσφορυλίωση της βήτα τουμπουλίνης λαμβάνει χώρα στο Ser441 στον Ο-τελικό τομέα. Επιπλέον, το GTP συνδέεται πάντα με την άλφα τουμπουλίνη ενώ το GTP της βήτα τουμπουλίνης τείνει να ανταλλάσσεται με μικρονημάτια.

Η άλφα και η βήτα τουμπουλίνη είναι τα δύο κύρια συστατικά των μικροσωληνίσκων, τα οποία είναι εξαιρετικά ετερογενή μόρια υπεύθυνα για τη δημιουργία κυτταροσκελετικών δομών ενώ εμπλέκονται σε μια σειρά κυτταρικών διεργασιών, όπως η μίτωση, η κινητικότητα των βλεφαρίδων και των μαστιγίων , ενδοκυτταρική μεταφορά και καθορισμός της μορφολογίας και της πολικότητας των κυττάρων.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Alpha Tubulin
     – Ορισμός, Δομή, Ρόλος
2. Τι είναι η βήτα τουμπουλίνη
     – Ορισμός, Δομή, Ρόλος
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του Alpha και Beta Tubulin
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ άλφα και βήτα τουμπουλίνης
    – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Alpha Tubulin, Beta Tubulin, Cytoskeleton, GTP, Lysine, Microfilament, Microtubule, Post Translational Modifications

Τι είναι το Alpha Tubulin

Η άλφα τουμπουλίνη είναι ένα από τα δύο πρωτεϊνικά συστατικά ενός μικροσωληνίσκου που παίζει κρίσιμο ρόλο στο σχηματισμό του κυτταροσκελετού. Επίσης, οι μικροσωληνίσκοι συμμετέχουν σε διάφορα κυτταρικά συμβάντα συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής διαίρεσης. Γενικά, τόσο η άλφα τουμπουλίνη όσο και η βήτα τουμπουλίνη, η οποία είναι το δεύτερο πρωτεϊνικό συστατικό ενός μικροσωληνίσκου, είναι σφαιρικές πρωτεΐνες που αποτελούνται από τρεις λειτουργικές περιοχές. Είναι η Ν-τερματική περιοχή, η ενδιάμεση περιοχή και η C-τερματική περιοχή. Εδώ, η Ν-τερματική περιοχή αποτελείται από πέντε άλφα έλικες και έξι παράλληλες βήτα κλώνους, σχηματίζοντας μια πτυχή Rossman. Ένα μόριο GTP βρίσκεται στη βάση του Ν-τερματικού τομέα.

Εικόνα 1:Δομή μικροσωληνίσκου

Από την άλλη πλευρά, ο ενδιάμεσος τομέας αποτελείται από τρεις έλικες άλφα, φύλλα βήτα και δύο ακόμη έλικες. Σχηματίζει μια περιοχή δέσμευσης ταξόλης. Συνήθως, η ταξόλη είναι ένας συνδέτης υπεύθυνος για τη σταθεροποίηση των φύλλων έναντι του αποπολυμερισμού σε ψυχρή θερμοκρασία και της γήρανσης. Ωστόσο, το C-τελικό αποτελείται εξ ολοκλήρου από άλφα έλικες και είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό μιας «κορυφής» πρωτονήματος, που επικαλύπτει άλλες δύο άλλες περιοχές. Επιτρέπει τη σύνδεση άλλων σχετικών πρωτεϊνών και πρωτεϊνών κινητήρα στους μικροσωληνίσκους.

Εικόνα 2:Δομή άλφα και βήτα τουμπουλίνης

Επιπλέον, η κύρια σημασία της άλφα τουμπουλίνης σε έναν μικροσωληνίσκο είναι ότι παρέχει μια θέση για τη σύνδεση ενός μορίου GTP. Αυτό το GTP υδρολύεται στο GDP μόλις προστεθεί το διμερές τουμπουλίνης στο συν άκρο. Επίσης, η υδρόλυση της GTP λαμβάνει χώρα στη θέση Ε της άλφα τουμπουλίνης. Αυτή η υδρόλυση διευκολύνεται από το υπόλειμμα ασπαρτικού, το οποίο εμφανίζεται στη θέση 254 αμινοξέων.

Τι είναι το Beta Tubulin

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η βήτα τουμπουλίνη είναι το δεύτερο πρωτεϊνικό συστατικό του μικροσωληνίσκου. Περιέχει ένα υπόλειμμα λυσίνης στη θέση 254 αμινοξέων. Η λυσίνη είναι υπεύθυνη για την ενίσχυση της αλληλεπίδρασης μονομερούς-μονομερούς αλληλεπιδρώντας με τη φωσφορική ομάδα GTP στη θέση Ν. Επομένως, η βήτα τουμπουλίνη βοηθά στη σταθεροποίηση της δομής του μικροσωληνίσκου. Επιπλέον, εκτός από την Ν-τερματική περιοχή, ένα μόριο GTP μπορεί να συνδεθεί στην Ε (ανταλλάξιμη) θέση ενός μορίου τουμπουλίνης. Ωστόσο, το GTP στη βήτα τουμπουλίνη είναι ανταλλάξιμα για τον πολυμερισμό των μικρονημάτων.

Ομοιότητες μεταξύ Alpha και Beta Tubulin

• Η άλφα και η βήτα τουμπουλίνη είναι τα δύο κύρια δομικά συστατικά των μικροσωληνίσκων.
• Είναι σφαιρικές πρωτεΐνες.
• Επίσης, η μοριακή τους μάζα και των δύο είναι περίπου 50 kDa.
• Επιπλέον, η δομή τόσο της άλφα όσο και της βήτα τουμπουλίνης είναι παρόμοια καθώς και τα δύο μόρια έχουν 40% ομολογία αλληλουχίας.
• Εξάλλου, η δομή τους περιέχει έλικες άλφα, φύλλα βήτα και τυχαία πηνία.
• Η δομή του μονομερούς τους σχηματίζεται από δύο αλληλεπιδρώντα φύλλα β που περιβάλλονται από α έλικες.
• Επιπλέον, εμφανίζονται κυρίως σε ευκαρυώτες ενώ τα προκαρυωτικά έχουν κάποιες σχετικές πρωτεΐνες με την τουμπουλίνη.
• Επιπλέον, και οι δύο τύποι πρωτεϊνών υφίστανται μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις.
• Και το GTP παρέχει την ενέργεια που απαιτείται από τον πολυμερισμό των τουμπουλινών για να σχηματιστεί ένας μικροσωληνίσκος.

Διαφορά μεταξύ Alpha και Beta Tubulin

Ορισμός

Η άλφα τουμπουλίνη αναφέρεται σε ένα από τα δύο πρωτεϊνικά συστατικά ενός μικροσωληνίσκου που συνδέεται με το GTP, ενώ η βήτα τουμπουλίνη είναι το δεύτερο πρωτεϊνικό συστατικό ενός μικροσωληνίσκου. Επομένως, αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης.

Δομή

Η άλφα τουμπουλίνη αποτελείται από 13% άλφα έλικες, 39% φύλλα βήτα και 48% τυχαία πηνία ενώ η βήτα τουμπουλίνη αποτελείται από 13% άλφα έλικες, 42% φύλλα βήτα , και 45% τυχαία πηνία. Έτσι, η δομή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης.

254 αμινοξύ

Επιπλέον, μια άλλη διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης είναι ότι η άλφα τουμπουλίνη περιέχει ασπαρτικό ως 254 αμινοξύ ενώ η βήτα τουμπουλίνη περιέχει λυσίνη ως αμινοξύ 254.

Η λειτουργία του 254 αμινοξέος

Επίσης, η λειτουργία του 254ου αμινοξέος κάνει επίσης τη διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης. Το 254 αμινοξύ της άλφα τουμπουλίνης χρησιμεύει ως ιδανικό υπόλειμμα για την υδρόλυση του νουκλεοτιδίου στη θέση Ε, ενώ το 254 αμινοξύ της βήτα τουμπουλίνης ενισχύει την αλληλεπίδραση μονομερούς-μονομερούς αλληλεπιδρώντας με τη φωσφορική ομάδα GTP στη θέση Ν.

Δέσμευση GTP

Επιπλέον, το GTP είναι πάντα προσαρτημένο στην άλφα υπομονάδα, ενώ στην υπομονάδα β, το GTP είναι ανταλλάξιμο για τον πολυμερισμό των μικρονημάτων. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης.

Δημοσίευση μεταφραστικών τροποποιήσεων

Πάνω απ' όλα, η κύρια διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης είναι ότι η άλφα τουμπουλίνη είναι σχεδόν πλήρως υποχρεωμένη, ενώ το ~10% της βήτα τουμπουλίνης είναι φωσφορυλιωμένη.

Φύση μεταφραστικών τροποποιήσεων μετά τη μετάφραση

Από την παραπάνω διαφορά, η πίεση είναι υπεύθυνη για την απομάκρυνση της C-τερματικής τυροσίνης για την έκθεση του γλουταμικού στο νεοσχηματισμένο C-άκρο της άλφα τουμπουλίνης ενώ η φωσφορυλίωση της βήτα τουμπουλίνης εμφανίζεται στο Ser441 στον C-τερματικό τομέα. Έτσι, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ της άλφα και βήτα τουμπουλίνης.

Συμπέρασμα

Η άλφα τουμπουλίνη είναι ένα από τα δύο πρωτεϊνικά συστατικά ενός μικροσωληνίσκου. Είναι μια σφαιρική πρωτεΐνη που υποβάλλεται σχεδόν πλήρως ως μετα-μεταφραστική τροποποίηση. Επίσης, το GTP που συνδέεται με την άλφα τουμπουλίνη είναι υπεύθυνο για την παροχή ενέργειας για τον πολυμερισμό της τουμπουλίνης. Από την άλλη πλευρά, η βήτα τουμπουλίνη είναι το δεύτερο πρωτεϊνικό συστατικό ενός μικροσωληνίσκου. Επίσης, είναι μια σφαιρική πρωτεΐνη που μερικές φορές υφίσταται φωσφορυλίωση. Η κύρια λειτουργία της βήτα τουμπουλίνης είναι η ενίσχυση των αλληλεπιδράσεων μονομερούς-μονομερούς. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ της άλφα και της βήτα τουμπουλίνης είναι η δομή και η λειτουργία.