Էֆլյուքս պոմպեր

**Էֆլյուքս պոմպեր** բջջում ակտիվ փոխադրում կատարող, ոչ պետքական նյութերը դուրս մղող սպիտակուցներ: Էֆլյուքս պոմպերը կարևոր բաղադրիչներ են բակտերիաներում, մասնավորապես պայմանավորված հակաբիոտիկները դուրս մղելու ունակությամբ: Պոմպը տեղափոխում է նաև ծանր մետաղներ, օրգանական ծագման աղտոտող գործոններ, բուսական ծագման միացություններ, բակտերիային մետաբոլիտներ և նյարդամիջնորդանյութեր:  Բոլոր միկրոօրգանիզմները, բացառությամբ մի քանիսի, իրենց գենոմում ունեն խորը կոնսերվացված (ժամանակի ընթացքում նույնությամբ պահպանված), Էֆլյուքս պոմպերը կոդավորող ԴՆԹ հաջորդականություններ: 

Էֆլյուքս պոմպերը դուրս են մղում ակտիվ միացությունները միկրոօրգանիզմից **ակտիվ էֆլյուքս** կոչվող պրոցեսի արդյունքում, վերջինս քսենոբիտիկային մետաբոլիզմի կարևոր մաս է: Ակտիվ էֆլյուքսի մեխանիզմը բակտերիաների կայունության զարգացման համար, ամենից անհանգստացնողը՝ կայունություն հակաբիոտիկների նկատմամբ, քանի որ միկրոօրգանիզմները կարող են ունենալ հարմարեցված էֆլյուքս պոմպեր տարատեսակ թույները ցիտոպլազմայից՝ արտաբջջային տարածություն դուրս մղելու համար:

Էֆլյուքսային համակարգը աշխատում է էներգակախյալ ակտիվ փոխադրման օգնությամբ՝ դուրս մղելով վտանգավոր տոքսինները հատուկ էֆլյուքս պոմպերի միջոցով: Որոշ էֆլյուքս համակարգեր դեղասպեցիֆիկ են, մինչդեռ մյուսները կարող են հարմարվել տարբեր դեղամիջոցներին փոքր բազմադեղակայունության (small multidrug resistance՝ SMR) օգնությամբ:

Էֆլյուքս պոմպերը սպիտակուցային տեղափոխիչներ են, տեղակայված բոլոր տեսակի բջիջների ցիտոպլազմատիկ թաղանթում: Նրանք ակտիվ տեղափոխիչներ են, ինչը նշանակում է, որ իրենց գործառույթը կատարելու համար օգտագործում են քիմիական էներգիայի աղբյուր: Որոշները առաջնային ակտիվ փոխադրիչներ են՝ սպառում են ադենոզինեռֆոսֆատը՝ հիդրոլիզելով այն: Մյուսները երկրորդային ակտիվ փոխադրիչներ են (ունիպորտ, սիմպորտ և անտիպորտ), երբ տեղափոխումը պայմանավորված է էլեկտրաքիմիական պոտենցիալի տարբերությամբ՝ առաջացած ջրածնի կամ նատրիումի իոնների, դեպի ներբջջային տարածություն տեղափոխմամբ:

## Բակտերիալ
Բակտերիալ էֆլյուքսները բաժանվում են հինգ, մեծ սուպերընտանիքների, հիմնվելով նրանց ամինաթթվային հաջորդականության և էներգիայի աբյուրի վրա, որն օգտագործում են նյութերի դուրսմղման համար:

# Խոշոր մատակարարող սուպերընտանիք (MFS)
# ABC փոխադրիչներ
# փոքր բազմադեղակայունթյան ընտանիք (SMR)
# կայուն-հանգուցավորող-բջիջների բաժանման սուպերընտանիք (RND)
# բազմաանտիմիկրոբային արտամղման սպիտակուցների ընտանիք (MATE).

Վերոնշյալ փոխադրիչնեչից միայն ABC սուպերընտանիքն է առաջնային ակտիվ փոխադրիչ, մնացածը երկրոդային փոխադրիչներ են և օգտագործում են պրոտոնային և նատրիումական իոնների գրադիենտը որպես էներգիայի աղբյուր. Մինչդեռ MFS-ները դոմինանտում են Գրամ դրական բակտերիաներում, RND ընտանիքը նախկինում վերագրվում էր Գրամ բացասական բակտերիաներին: Երկուսն էլ արդեն հայտնաբերվել են բակտերիաների բոլոր խոշոր թագավորություններում:

### Կառուցվածք
Էֆլյուքս պոմպերը հիմնականում բաղկացած են արտաքին թաղանթի էֆլյուքս պրոտեիններից, միջանկյալ պերիպլազմատիկ սպիտակուցից, ներքին թաղանթի սպիտակուցից և տրանսմեմբարանյին խուղակից: Տրանսմեմբարանյին խուղակը տեղակայված է բջջի արտաքին թաղանթում: Խուղակը կապված է ևս երկու սպիտակուցների հետ՝ պերիպլազմատիկ մեմբրանային սպիտակուցի և ներդրված մեմբրանային փոխադրիչի: Պերիպլազմատիկ մեմբրանային սպիտակուցը և ներքին մեմբրանային սպիտակուցը կապված են և հսկում են խուղակի բացվելն ու փակվելը: Երբ թույնը կապվում է ներքին մեմբրանային սպիտակուցին, այն սկիզբ է տալիս կենսաքիմիական ռեակցիաների կասկադի, որը փոխանցում է ազդակը պերիպլազմատիկ մեմբրանային սպիտակուցին և արտաքին մեմբրանային սպիտակուցին, որպեսզի անցուղին բաղվի և թույնը դուրս մղվի բջջից: Այս մեխանիզմը օգտագործում է էներգիակախյալ, սպիտակուց-սպիտակուց փոխազդեցություն, որը իրականանում է թույնի փոխանակմամբ ջրածնի իոնի հետ՝ ներքին մեմբրանային սպիտակուցի կողմից:
Ամբողջապես կազմավորված  AcrAB-TolC պոմպի *in vitro* և *in vivo* կառույցները արդեն ստեղծվել են cryoEM-ի և cryoET-ի կեղմից:

### Գործառույթ
Չնայած հակաբիոտիկները  էֆլյուքս պոմպերի կլինիկորեն ամենակարևոր սուբստրատներն են, նրանց մեծ մասը, հավանաբար, ունեն նաև այլ՝ ֆիզիոլոգիական գործառույթ: Օրինակ՝ 
* *[[Աղիքային ցուպիկ|E. coli]]* AcrAB էֆլյուքս համակարգ, որը ունի լեղաթթուները և ճարպաթթուները դուրս մղելու ֆիզիոլոգիական գործառույթ, նրանց թունայնությունը նվազեցնելու նպատակով:
* MFS ընտանիքը Ptr պոմպը *[[Ստրեպտոմիկուս|Streptomyces]] pristinaespiralis-ում*  հանդիսանում է աուտոիմունային պոմպ, որը ակտիվացնում է պրիստինամիցին I և II-ի սինթեզը:
* AcrAB–TolC համակարգը *E. coli-ի դեպքում,* կասկածվում է, որ ունի դեր կալցիումական անցեւղիների կոմպոնենտների տեղափխման մեջ:
* MtrCDE համակարգը ունի կարևոր պաշտպանական դեր, *[[Neisseria gonorrhoeae]]-ի* ուղիղաղիքային իզոլատներում ֆեկալ լիպիդների դեմ կայունության մեջ:
* AcrAB համակարգը *[[Էրվինիա Ամիլովորա|Erwinia amylovora]]-ի* դեպքում  կարևոր է նրա վիրուլենտության, տիրոջ օրգանիզմը գաղութացնելու, վերջինիս տոքսինների դեմ կայունություն ձևավորելու հարցում:
* MexXY բաղադրիչը*P. aeruginosa-ի* MexXY-OprM  բազմադեղ էֆլյուքս համակարգում, զգայուն է ռիբոսոմներին վնասող հակաբիոտիկների նկատմամբ, շնորհիվ PA5471 գենի:
* Էֆլյուքս պոմպերը դեր ունեն նաև բիոֆիլմերի ձևավորման հարցում: Չնայած նման պոմպերի համար նախատեսված սուբստրատների և նրանց՝ բիոֆիլմերի ստեղծմանը մասնակցության մասին տեղեկություններ դեռևս չկան:

Էֆլյուքս պոմպերի ունակությունը՝ ճանաչելու ոչ միայն իրենց բնական սուբստրատները այլ նաև բազմաթիվ օտար միացություններ, հավանաբար պայմանավորված է նրանով, որ սուբստրատի ճանաչումը իրականանում է նրա ֆիզիոքիմիական առանձնահատկություններով, ինչպիսիք են՝ հիդրոֆոբությունը, արոմատիկությունը և իոնացման հատկությունը այլ ոչ թե քիմիական սպեցիֆիկ  առանձնահատկություններով ինչպես տեղի է ունենում դասական ֆերմենտ-սուբստրատ կամ լիգանդ-ընկալիչ փոխազդեցությունում: Քանի որ հակաբիոտիկների մեծամասնությունը ամֆիֆիլ նյութեր են՝ ունեն և՛ հիդրոֆիլ, և՛ հիդրոֆոբ հատկություններ, նրանք հեշտ են ճանաչվում էֆլյուքս պոմպերի կողմից:

### Դերը հակամիկրոբային կայունությունում
Էֆլյուքս պոմպերի դերը հակամիկրոբային կայունությունում շատ մեծ է և պայմանավորված է հետևյալ կետերով՝
* Գեները, որոնք կոդավորում են այս պոմպերը առկա են և՛ բակտերիալ քրոմոսոմում, և՛ պլազմիդներում, հետևաբար նպաստում են համապատասխանաբար և՛ բնական, և՛ ձեռքբերովի կայունությունների զարգացմանը:Որպես բնական կայունության մեխանիզմ, էֆլյուքս պոմպերը օգնում են մանրէների դիմակայել անբարենպաստ՝ հակաբիոտիկներով լի միջավայրում, և կատարել բնական ընտրություն՝ ընտրելով այն մուտանտ բակտերիաներին, որոնց գենոմը շատ է սինթեզում այս պոմպերի սպիտակուցները: Պլազմիդներում և գեն-փոխադրիչներում այս գեների առկայությունը ապահովում է հակաբիոտիկակայունության տարածմանը բակտերիաների տարբեր տեսակների միջև:
* Հակաբիոտիկները կարող են և՛ խթանել, և՛ արգելակել այս գեների էքսպրեսիան:
* Որոշ էֆլյուքս պոմպեր, որոշակի բակտերիաների տեսակներում կարող են հանգեցնել բազմադեղային լայն կայունության զարգացման, հատկապես հաշվի առնելով մեկ պոմպի կայունությունը մի շարք հակաբիոտիկային դեղամիջոցների նկատմամբ:

## Էուկարիոտ
Էուկարիոտ բջիջներում էֆլյուքս պոմպերի առկայությունը ապացուցված էր P-գլիկոպրոտեինների հայտնաբերումից ի վեր՝ 1976 թվականին Ջուլիանոյի և Լինգի կողմից: Էֆլյուքս պոմպերը հակաքաղցկեղային դեղերի նկատմամբ՝ էուկարիոտ բջիջների կայունության զարգացման մեջ մեծ դեր ունեն: Դրանք են՝ մոնոկարբոքսիլատի փոխադրիչները, (MCTs), բազմադեղային կայունությամբ սպիտակուցները՝ (MDRs) հայտնի որպես P-գլիկոպրոտեին, բազմադեղ կայունություն ասոցացված սպիտակուցներ (MRPs), պեպտիդային փոխադրիչներ (PEPTs), և Na+ ֆոսֆատային փոխադրիչներ (NPTs). Այս փոխդրիչները բաշխված են երիկամի մոտակա խողովակի որոշակի հատվածներում, աղիքում, լյարդում, արյուն-ուղեղային պատնեշում և ուղեղի այլ տեղամասերում:

## Ներհակորդներ
Այժմ իրականացվում են մի քանի կլինիկական փորձարկումներ, որտեղ հիվանդներին, հակաբիոտիկների հետ զուգակցված, ներմուծվուն են նաև Էֆլյուքս պոմպերի ներհակորդներ (անտագոնիստներ), վերջիններս կասեցնում են, էֆլյուքս պոմպերով միջնորդված, հակաբիոտիկների արտամղումը բակտերիալ բջջից: Դեռևս ոչ մի էֆլյուքս ներհակորդ չի հաստատվել դեղաբանական կիրառման համար, սակայն որոշներն օգտագործվում են բջջային կենսաբանությունում և կլինիկական իզոլատներում դրանց կարևորությունն ուսումնասիրելու համար: Օրինակ Վերապամիլը օգտագործվում է ԴՆԹ կապող ֆլյուրոֆորների, P-գլիկոպրոտեին միջնորդված, Էֆլյուքսների արգելակման համար՝ այդպիսով օժանդակելով ֆլոուրեսցենտային բջիջների ԴՆԹ կախյալ տարբերակումը: Պարզվել է, որ տարատեսակ բնական ծագման միացություններ ունակ են ապաակտիվացնելու բակտերիային էֆլյուքս պոմպերը, օրինակ՝ կարոտենոիդները, կապսանթինը և կապսոռուբինը, Ֆլավոնոիդները, ռոտենոնը, քրիսինը և ալկալոիդ լիզերգոլը: Որոշ նանոմասնիկներ, օրինակ ցինկի օքսիդը, նույնպես արգելակում ՝ էֆլյուքս պամպերը

## References

Կատեգորիա:Բջջաբանություն
Կատեգորիա:Կենսաբանություն
Կատեգորիա:Հակաբիոտիկներ
Կատեգորիա:Մանրէաբանություն
Կատեգորիա:Սպիտակուցներ