WYKŁAD - 28.03.07 r.

Przedziały wewnątrzkomórkowe a transport

Sortowanie białek zależy od specyficznej sekwencji sygnałowej determinującej subkomórkową translokację.
Sekwencje kierujące białka różnią się:
- długością
- rodzajem aminokwasów
- ładunkiem elektrycznym
- lokalizacją w cząsteczce białka

Charakterystyczne cechy:
- transp. do jądra komórkowego - składają się z dodatnio naładowanych grup aminokwasów, tworzą tzw. plamki sygnałowe; wiążą się z importyną ? poprzez kompleks porowy.
- transp. do mitochondrium - zawierają dodatnio naładowane aminokwasy oddzielone przez aminokwasy o neutralnym ładunku; kształt ?-helisy.
- transp. do siateczki śródplazmatycznej - w ich sekwencji sygnałowej znajdują się odcinki całkowicie hydrofobowe

Transport z cytoplazmy do jądra
- importyna ? wiąże się z białkiem posiadającym sygnał NLS
- następnie wiąże się z cząst. importyny ß, tworząc trójskładnikowy kompleks
Importyna ß posiada miejsce wiązania dla powtórzeń FG (fenyloalanina/glicyna) znajdujących się na filamencie NPC. Motyw ten tworzy rusztowanie, po którym białka przemieszczają się w kierunku jądra.
W jądrze:
- do importyny ß przyłącza się Ran-GTP
- importyna ? i białko odczepiają się
- Ran-GTP i importyna ß wracają do cytoplazmy
Ran-GTP nie jest rozpoznawany przez por jako substrat transportu. Ran (GTP-aza) to przełącznik skierowujący transportowany kompleks do dalszych etapów przemieszczania.

Transport z jądra do cytoplazmy
NEL - sygnał eksportu z jądra
- eksportyna łączy się z Ran-GTP i cząsteczką transportowaną
- Ran-GAP na terenie cytoplazmy hydrolizuje GTP (guanozynotrójfosforan) - uwalnia Ran-GDP
- eksportyna łączy się z FG w NPC i wraca do jądra
- Ran-GDP łączy się z białkiem NFT2 i również wraca do jądra

Import białek do mitochondriów i chloroplastów
- sekwencja sygnałowa kierująca białko do mitochondrium lub chloroplastu zazwyczaj znajduje się przy końcu N
- przed translokacją białko ulega rozfałdowaniu
- sekwencja sygnałowa jest rozpoznawana przez receptor w zewnętrznej błonie mitochondrium
- kompleks receptorowy z białkiem przemieszcza się w miejscu kanału importynowego ; translokacja przez obie błony mit.

Kanał importowy składa się z:
- kompleksu TOM (translokaza bł. zewn.)
- kompleks TIM (translokazy bł. wew.)

Białka chaperony - pomoc w przeciągnięciu oraz ponownym sfałdowaniu białka w matriks. Sekwencja sygnałowa zostaje odcięta przez peptydazę.
Transport do poszczególnych miejsc w obrębie organelli wymaga dodatkowego sygnału sortującego.

Podobny mechanizm wprowadza białka do chloroplastów.













Transport białek do siateczki śródplazmatycznej
Z cytozolu do ER są przenoszone 2 rodzaje białek.
1. Białka rozpuszczalne - przechodzą całkiem do wnętrza ER; jeśli mają etykietki, przechodzą dalej do aparatu Golgiego
2. Białka transbłonowe - nie przechodzą przez błony ER całkowicie, oprócz sekwencji sygnałowej posiadają sekwencję stop, czyli sekw. kotwiczącą
Sekwencja sygnałowa dla ER bierze udział w translokacji, jej dodatkową funkcją jest otwieranie kanału translokacyjnego.

Białka rozpuszczalne - uwalniane do światła ER.
- sekwencja sygnałowa łączy się z cząsteczką rozpoznającą sygnał (SRP) - powoduje to przyhamowanie syntezy
- kompleks rybosomu i SRP łączy się z receptorem SRP w błonie ER
- cząsteczka SRP odłącza się od kompleksu po odszukaniu przez sekwencję sygnałową kanału translokacyjnego
- synteza białka zostaje wznowiona, polipeptyd przesuwa się do światła ER poprzez kanał
- sekwencja sygnałowa zostaje odcięta przez peptydazę sygnałową
- peptydaza sygnałowa opuszcza kanał translokacyjny i ulega szybkiej degradacji do aminokwasów
- białko zostaje w całości uwolnione do światła ER


Białka transbłonowe - integralne ; nie przechodzą przez całą błonę, mają dodatkowy odcinek stop, który zawiera obszar hydrofobowy (pozost. w błonie) oraz silnie hydrofilny (w cyt.)
Typy białek integralnych:
Typ I - 80%; koniec C znajduje się po stronie cytoplazmy, koniec N - po stronie światła ER
Typ II - ułożenie odwrotne; białko wisi na odcinku sygnałowym, który nie zostaje odcięty; ułożenie występuje, gdy białko nie ma fragmentu stop
Białko transbłonowe z sekwencją na wewnętrznym odcinku polipeptydu - łańcuch polipeptydowy przechodzi przez błonę wielokrotnie, np. białek kanałów wapniowych, receptorów (acetylocholiny czy rodopsyny).