+
ekwencje sygnałowe białek budowa i funkcje
Los cząsteczki białka syntetyzowanej w cytozolu zależy od jego sekwencji aminokwasowej, mogącej zawierać sygnał sortujący, kierujący białko do określonej organelli, w której jest ono potrzebne. Białka, które takiego sygnału nie mają, pozostają stale w cytozolu. Różne sygnały sortujące kierują białka do jądra, mitochondriów, chloroplastów, peroksysomów i do ER.
Sekwencje sygnałowe kierują białka do właściwego przedziału
Istotną rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie białek pełnia zamieszczone w strukturze białka sekwencje sygnałowe o ciągłej sekwencji aminokwasów, zazwyczaj długości 15-60.
Są to molekularne adresy na tyle swoiste, iż zapewniają dostarczenie białka tam gdzie jest jego miejsce. Poszczególne peptydy sygnałowe różnią się wieloma cechami np. rodzajem aminokwasów oraz lokalizacją wewnątrz łańcucha polipetydowego. Ta sekwencja sygnałowa jest często (ale nie zawsze) usuwana z dojrzałego białka, gdy tylko spełniła swą funkcję sortującą, gdy kierują do tego samego przedziału mogą się między sobą bardzo różnić, chociaż mają tę samą funkcję.
Przykładowe sekwencje sygnałowe przedstawia poniższa tabela
| FUNKCJA SYGNAŁU | SEKWENCJA SYGNAŁOWA |
|---|---|
| Import do jądra komórkowego | ...-Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val-... |
| Import do mitochondrium |
sekwencja wiodąca, sekwencja sortująca i kierująca |
| Import do ER | +H3N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val- Gly-Ile-Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys-Glu-Val-Phe-Gln-.. |
| Import do peroksysomów | ...-Ser-Lys-Leu-... |
Ruch białek wewnątrz komórki odgrywa istotną rolę w jej funkcjonowaniu, ponieważ wpływa na aktywność, wzrost i różnicowanie, a więc także na stan tkanek i całego organizmu.
Sygnały start i stop wyznaczają ustawienie białka transbłonowego w dwuwarstwie lipidowej
Nie wszystkie białka wnikające do ER są uwalniane do jego światła (wnętrza); niektóre z nich pozostają zakotwiczone w błonie ER jako białka transbłonowe. Proces translokacji tych białek jest bardziej skomplikowany niż w przypadku białek rozpuszczalnych, ponieważ pewne części łańcucha polipeptydowego muszą być przeprowadzone na drugą stronę dwuwarstwy lipidowej, a inne nie.
W najprostszym przypadku, jakim jest białko transbłonowe o pojedynczym segmencie transbłonowym, sekwencja sygnałowa przy końcu N zapoczątkowuje translokację tak jak przy białkach rozpuszczalnych. Jednakże proces przenoszenia zostaje zatrzymany przez dodatkową sekwencję hydrofobowych aminokwasów — sekwencję stop-transfer znajdującą się na dalszym odcinku łańcucha polipeptydowego. Ta druga sekwencja zostaje przez przemieszczenie boczne (w płaszczyźnie błony) uwolniona z kanału translokacyjnego do dwuwarstwy lipidowej, gdzie tworzy α-helisę zakotwiczającą białko w błonie. Równocześnie sekwencja sygnałowa przy końcu N zostaje również przesunięta z kanału do dwuwarstwy lipidowej i odcięta. W wyniku tego przemieszczane białko staje się białkiem transbłonowym o określonej orientacji — koniec N jest po stronie wnętrza ER, a koniec C po cytozolowej stronie dwuwarstwy lipidowej. Białko transbłonowe raz wprowadzone do błony nie może zmienić swojej orientacji, która zostaje zachowana podczas wszelkich dalszych procesów powstawania i fuzji pęcherzyków.
Wyróżnia się sekwencje sygnałowe dwóch rodzajów:
aminokwasowa - o charakterystycznym układzie dla danego celu, od kilku do kilkudziesięciu aminokwasów; niektórzy postulują, iż od konkretnego układu aminokwasów istotniejszy jest charakter ciągu aminokwasowego (na przykład: blok aminokwasów o resztach apolarnych)
struktura białka - drugo-, trzecio- i czwartorzędowa; kształt danego białka po sfałdowaniu;
destruction box. system niszczenia białek krótko żyjących oparty o znakowanie ubikwityną opiera się o sekwencję sygnałową (8-10 aminokwasów)