60. Pęcherzyki paliomerowe (COPI i COPII)

Pęcherzyki opłaszczone COPI i COPII odpowiadają za transport między ER i cis-Golgim. COPII transportują białka, które mają zostać posortowane, z ER do Golgiego (zarówno białka błonowe jak i rozpuszczalne. Rozpuszczalne są związane z receptorami). COPI przemieszczają się z Golgiego do ER i odpowiadają za recykling SNARE, samych błon, nieposortowanych białek oraz rozpuszczalnych białek światła ER (np. izomerazy disiarczkowej). Proces powstawania pęcherzyków COPI został dobrze poznany u drożdży i odbywa się z udziałem GTP-azy Sar1. Najpierw błonowe białko Sec12, które jest GEFem aktywuje Sar1. Aktywne Sar1 wiąże się do błony ER i rekrutuje tam Sec23 i 24. Do tego kompleksu dołączają się kompleksy Sec13/31. Białko Sec16 przyłączone do cytozolowej strony błon ER pomaga w organizacji kompleksów Sec23/24 i Sec 13/31 przyspieszając cały proces. Za rozpoznawanie receptorów/białek transportowych, które mają zostać przeniesione do Golgiego odpowiada Sec24. Rozpoznaje ono sekwencję sortującą DXE, tak zwaną dwukwasową sekwencje sortującą (kto by się domyślił). Po odpączkowaniu od ER pęcherzyk traci swój płaszcz, co umożliwia rozpoznanie membrany cis-Golgi w procesie zależnym od Rab i fuzję zależną od odpowiednich SNARE. Dostarczone do Golgiego białka są dalej sortowane i poddawane odpowiednim modyfikacjom portranslacyjnym

Pęcherzyki COPI odpączkowują od cystern cis-Golgiego (w sposób zależny od ARF) i ulegają fuzji z ER. Oprócz oczywistych funkcji, takich jak recykling błony i białek SNARE, pęcherzyki te mają ważne zadanie recyklingu rozpuszczalnych białek ER przypadkowo przemieszczonych do Golgiego oraz źle posortowanych białek z Golgiego. Rozpuszczalne białka ER mają sekwencję KEDL, rozpoznawaną przez receptor KEDL obecny w błonach pęcherzyków COPI i COPII oraz cis-Golgiego. Jeśli dostaną się przypadkiem do cystern Golgiego są wyłapywane i zawracane do ER w pęcherzykach COPI. Receptory KEDL i inne białka błonowe ER mają na samych swoich C-końcach (wystających do cytozolu) sygnał KKXX, który jest rozpoznawany przez elementy płaszcza COPI i rekrutuje do pęcherzyków COPI.

61. ARF i Sar1 w transporcie pęcherzykowym.

ARF i Sar1 to monomeryczne rozpuszczalne w cytozolu GTP-azy, które są konieczne do asocjacji płaszczy i tworzenia pęcherzyków transportowych. Mają podobny mechanizm działania, a różnią się tym, że ARF tworzy pęcherzyki klatrynowe i COPI, a Sar1 tworzy pęcherzyki COPII. Ich działanie rozpoczyna się kiedy odpowiednie białko GEF usuwa GDP z kompleksu z ARF/Sar1 (u drożdży przy Sar1 jest to Sec12). Wtedy te GTP-azy spontanicznie wiążą GTP co powoduje zmianę konformacyjną. Ich hydrofobowe N-końce stają się bardziej eksponowane i kotwiczą je w błonie, gdzie wokół nich zaczynają powstawać płaszcze pęcherzyków. Po odpączkowaniu pęcherzyków związane GTP ulega hydrolizie do GDP, ARF i Sar1 przestają być aktywne i płaszcze dysocjują, co pozwala odsłonić miejsca wiązania Rab, błonowe SNARE, a także udostępnia składniki płaszcza do tworzenia nowych pęcherzyków. Rysunek do tego gdzieś już był

62. Rola poszczególnych systemów transportu pęcherzykowego.

No to tak:

1. System segregacyjno-sekrecyjny - jego rolą jest dostarczenie białek w miejsce gdzie zachodzą modyfikacje potranslacyjne (Golgi), a następnie rozesłanie do docelowych kompartmentów komórki, lub wydzielenie białek na zewnątrz komórki. Udział w tym systemie mają zarówno pęcherzyki opłaszczone COPII (ER → cis-Golgi), COPI (cis-Golgi → ER), klatryną (trans-Golgi → endosomy/lizosomy), jak i nieznanym na razie kompleksem białek (pęcherzyki sekrecyjne).

2. Endocytoza - jej rolą jest wchłanianie specyficznie wykrywanych substancji z otoczenia komórki. Biorą w niej udział pęcherzyki opłaszczone klatryną/AP2

3. Egzocytoza - jest to proces wydzielania substancji na zewnątrz komórki. Odnoga systemu segregacyjnego-sekrecyjego prowadząca na zewnątrz komórki również jest typem egzocytozy.

Obrazek do pierwszego punktu, bo chyba tego nie było jeszcze:

63. Kaweole (caveolae)

Kaweole to szczególny przypadek tratw lipidowych. Oprócz tego, że są wzbogacone w sfingolipidy i cholesterol, zawierają również białka z rodziny kaweolin. Białka, a masie około 25kDa, przebijają błonę dwa razy, tak, że zarówno C- jak i N-koniec znajdują się po stronie cytozolu. W kaweolach tworzą się duże agregaty kaweolin, a także znajdują się liczne białka receptorowe.

Rola kaweoli nie jest do końca wyjaśniona.

Wiadomo, że biorą udział w procesie pinocytozy - nieselektywnego pobierania kropli płynu okołokomorkowego ze wszystkim co się w niej znajduje w pęcherzyk. Nie jest znany system opłaszczający takich pęcherzyków, ale uważa się, że w ich formowaniu role odgrywają lipidy błony a nie białka płaszcza, jak w przypadku innych typów pęcherzyków.

Wiadomo również, że przez kaweole do komórki dostają się cząstki HDL oraz są pobierane metabolity z udziałem białek zakotwiczonych w błonie przez GPI. Poza tym uczestniczą w transcytozie receptorów błonowych, a także w szlakach przekazywania sygnałów poprzez integrację i wchłanianie receptorów.

64. Elementy kompleksu SNARE w wydzielaniu neurotransmittera.

Głównymi elementami SNARE biorącymi udział w wydzielaniu neurotransmitera są VAMP pęcherzyków (v-SNARE) i SNAP-25 oraz syntaksyna błony presynaptycznej (t-SNARE). Wszystkie te białka zawierają heptadowe powtórzenia aminokwasowe pozwalające na tworzenie struktur coiled-coil. Kiedy pęcherzyki neurosekrecyjne zakotwiczą się w membranie, SNARE tworzą kompleksy czterech zawiniętych w „coiled-coil” helis, dwie z nich pochodzą z SNAP-25, a po jednej z VAMP i syntaksyny. Są one bardzo mocno ze sobą związane, ponieważ w środek między helisami upakowane są silnie hydrofobowe reszty, a przeciwnie naładowane reszty ułożone są w pozycjach korzystnych do tworzenia mostków solnych. Podczas tworzenia się tej ciasnej struktury SNARE zbliżają się do siebie, przyciągając do siebie błony pęcherzyka i presynaptyczną na tyle blisko, żeby zaszła fuzja. Energia do tego przemieszczenia pochodzi właśnie z tych bardzo korzystnych oddziaływań między helisami. Po fuzji SNARE są rozłączany przy użyciu energii z hydrolizy ATP przez białko NSF ustawiane na miejscu przez białko SNAP. Obrazek był już przy synapsie i przy SNARE.

---