Топогенез и секреция белков

План
1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
2. Везикулярный транспорт

Проблема сортировки и транспорта белков
Основными посредниками клетки во взаимодействии с окружающей средой являются секреторные и трансмембранные белки.
Секреторные белки выходят в окружающую среду.
Трансмембранные белки остаются в плазматической мембране. Одна их часть контактирует с внешней средой, другая – с содержимым цитоплазмы.
Клетки эукариот содержат органеллы, окруженные мембранами: ядро, митохондрии, хлропласты (у растений, пероксисомы, ЭПР, аппарат Гольджи, лизосомы).
Должен существовать механизм селективного отбора и транспорта белков к месту их локализации в клетке.

3 механизма транспорта белков

Сигналы таргетинга в различные органеллы

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Адресование

лизосомные, мембранные и секретируемые белки
Длина 13-36 аминокислот
1. 10-15 гидрофобных аминокислот
2. один или несколько положительно заряженных остатков, обычно между N-концом и гидрофобной последователностью
3. короткая сравнительно полярная последовательность на С-конце, содержащая аминокислоты с короткими боковыми цепями вблизи сайта расщепления
1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Адресование

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Адресование

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР. Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Транслокация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация
Присоединение фосфолипида гликозилфосфатидилинозитола (ГФИ)‏

В просвете ЭПР вновь синтезированные белки модифицируются различным образом. После удаления сигнальных последовательностей происходит укладка полипептидных цепей с возможным образованием дисульфидных связей. Многие белки гликозилируются с образованием гликопротеинов.
Во многих гликопротеинах связь с олигосахаридами осуществляется через остатки аспарагина. Такие N-связанные олигосахариды разнообразны.
Сначала синтезируется олигосахаридное ядро из 14 остатков, которое затем переносится от донорной молекулы долихолфосфата на остатки аспарагина в белке. Трансфераза находится на поверхности ЭПР, обращенной внутрь, поэтому не может катализировать гликозилирование белков в цитоплазме.
После переноса через мембрану олигосахариды в разных белках укорачиваются и модифицируются по-разному, но пентасахаридное ядро сохраняется во всех N-олигосахаридах.
Некоторые белки в ЭПР подвергаются О-гликозилированию, однако чаще О-гликозилирование осуществляется в комплексе Гольджи или в цитоплазме (для белков, не попадающих в ЭПР).
Гликозилирование белков в ЭПР
1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Модификация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Сворачивание
Шапероны

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Сворачивание
Протеиндисульфидизомераза

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Сворачивание
Протеиндисульфидизомераза

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Сворачивание

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Деградация

1. Секреторный путь транспорта белков. ЭПР
Деградация
Отклик неструктурированных
белков (UPR)‏

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

2. Везикулярный транспорт

Транспорт лизосомальных ферментов
2. Везикулярный транспорт