Биология - Внутриклеточная сортировка белков - Транспорт белков в аппарат Гольджи, лизосомы, на наружную мембрану и во внеклеточную среду
09 февраля 2011Оглавление:
1. Внутриклеточная сортировка белков
2. Транспорт белков в аппарат Гольджи, лизосомы, на наружную мембрану и во внеклеточную среду
3. Транспорт белков в клеточное ядро и из ядра
4. Транспорт белков в митохондрии и пластиды
Гликозилирование и сворачивание белков в ЭПР. Ретранслокация белков в цитоплазму из ЭПР
Из ЭПР в аппарат Гольджи, а оттуда в лизосомы, на внешнюю мембрану или во внеклеточную среду белки попадают путем везикулярного транспорта. Большинство белков, попавших в полость ЭПР, гликозилируются с помощью стандартного олигосахарида, синтез которого осуществляется на мембранах шероховатого ЭПР. Синтезированный олигосахарид свзяан пирофосфатной связью с липидом долихолом, который заякоривает его в мембране, и переносится на боковую аминогруппу аспарагина с помощью фермента олигосахарил-трансферазы. От наличия этой олигосахаридной метки зависит правильное сворачивание белков, так как к ней присоединяются кальций-зависимые шапероны калнексин и калретикулин; они удерживают не полностью свернутые белки в ЭПР и обеспечивают их взаимодействие с другими шаперонами. Если за некоторое время белок не свернулся правильно, то он ретранслоцируется обратно в цитозоль, лишается олигосахарида, убиквитинилируется и деградирует в протеасомах. Если же белок свернулся правильно, то он может переместиться в АГ или остаться в ЭПР.
Транспорт белков из ЭПР в АГ
Белки поступают из ЭПР в АГ внутри окаймленных мембранных пузырьков, оболочка которых образуется из белка COP-II. Все правильно свернутые белки попадают в такие пузырьки «по умолчанию» и перемещаются в АГ, а затем некоторые из них возвращаются в ЭПР. Однако белки со специальными сигнальными метками концентрируются в транспортных пузырьках, а белки без таких меток попадают туда в небольшом количестве. Отделившиеся от ЭПР пузырьки, лишившись оболочек, сливаются в трубчато-везикулярные кластеры, которые с помощью моторных белков перемещаются по микротрубочкам к АГ. От этих кластеров отделяются пузырьки, одетые белком COP-I, обеспечивающие обратный транспорт резидентных белков в ЭПР. Возврат белков в ЭПР обеспечивается короткой сигнальной последовательностью на их С-конце, которая связывается либо непосредственно с COP-I, либо со специфическим рецептором, взаимодействующим с COP-I. Лишенные этих последовательностей белки преимущественно остаются в АГ.
Внутри пузырьков белки постепенно перемещаются из цис-Гольджи в транс-Гольджи. По мере перемещения белков анутри АГ ферменты гликозилтрансферазы осуществляют модификацию их олигосахаридных «меток». С помощью подобных ферментов в АГ происходит синтез гликопротеидов — муцинов и протеогликанов.
Транспорт белков в лизосомы
Транспорт белков из АГ в лизосомы
Мембранные белки и пищеварительные ферменты лизосом поступают из транс-Гольджи в составе окаймленных клатрином пузырьков в раннюю эндосому, а оттуда — в лизосомы. Для попадания лизосомальных ферментов в лизосомы на них должна присутствоввать специальная метка — остатки маннозо-6-фосфата на концах олигосахаридных цепей. Эта метка наносится в два этапа. Сперва в цис-Гольджи фермент N-ацетилглюкозаминфосфотрансфераза присоединяет к олигосахаридам остатки N-ацетилглюкозаминфосфата, а затем в транс-Гольджи второй фермент отщепляет N-ацетилглюкозамин. Метка наносится на те белки, которые имеют специфические черты третичной структуры — «сигнальный бугорок». Затем маннозо-6-фосфаты опознаются специфическим мембранным рецептором, к которому присоединяются гидролазы. В эндосомах при понижении рН гидролазы отделяются от рецепторов, которые в составе специальных пузырьков доставляются обратно а АГ.
Мутации гена N-ацетилглюкозаминфосфотрансферазы приводят к развития тяжелой формы мукополисахаридоза — I-клеточной болезни, при которой все ферменты лизосом секретируются во внеклеточную среду.
Транспорт белков из внешней среды в лизосомы
Даже в норме часть лизосомальных ферментов выделяется из клетки, а часть мембранных белков лизосом попадает на её наружную мембрану. Из внеклеточной среды лизосомальные ферменты могут поглощаться путем эндоцитоза и доставляться в лизосомы.
Транспорт белков из цитоплазмы в лизосомы
Кроме везикулярного транспорта из АГ, существует и другой путь транспорта белков в лизосомы. Так, при шаперон-опосредованной аутофагии происходит направленный транспорт частично денатурировавших белков из цитоплазмы сквозь мембрану лизосомы в ее полость, где они перевариваются. Этот тип аутофагии, описанный только для млекопитающих, индуцируется стрессом. Она происходит при участии цитоплазматических белков-шаперонов семейства hsр-70, вспомогательных белков и LAMP-2, который служит мембранным рецептором комплекса шаперона и белка, подлежащего транспорту в лизосому. В антиген-презентирующих клетках транспорт пептидов, презентируемых в комплексе с MHC-II, может происходить прямо в лизосомы с помощью белка-транслокатора TAPL.
Просмотров: 12267
|
|