Билет 10
Сортинг белков в эукариотической клетке. Сигнальные пептиды. Везикулярный транспорт.
Контрансляционный транспорт в ЭПР
Осуществляется по мере синтеза белка. Сигнальная последовательность – 5-10 обычно гидрофобных аминокислот на N-конце + последовательность для протеазки на удалённом участке. После синтеза сигнальной последовательности в цитоплазме, комплекс SRP (signal-recognition particle) блокирует трансляцию и связывает рибосому с SRP-рецептором на ЭПР. Далее комплекс мРНК-рибосома-SRP связывается с транслокатором, происходит диссоциация SRP, трансляция возобновляется, белок направляется внутрь ЭПР. После окончания трансляции рибосома уходит в цитозоль, сигнальная последовательность (гидрофобная, держится в мембране) отрезается протеазой, белок же оказывается в ЭПР, где претерпевает необходимый фолдинг.
Посттрансляционный транспорт в ЭПР
Транспорт, при котором полностью синтезированный белок связывается в цитозоле с шаперонами, а затем переносится в ЭПР через транслокатор при участии шаперонов семейства Hsp70. Этот вид транспорта является АТФ-зависимым. Для транспорта пептидов (длиной 8-16 аминокислот) из цитозоля в ЭПР для последующей их презентации в комплексе с молекулами MHC-I существует специальный транслокатор — TAP-белок.
Транспорт белов из ЭПР в АГ (аппарат Гольджи)
Белки поступают из ЭПР в АГ внутри окаймленных мембранных пузырьков, оболочка которых образуется из белка COP-II. Все правильно свернутые перемещаются в АГ. Однако белки со специальными сигнальными метками концентрируются в транспортных пузырьках. Отделившиеся от ЭПР пузырьки, 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 белков в ЭПР. Возврат белков в ЭПР обеспечивается короткой сигнальной последовательностью на их С-конце, которая связывается либо непосредственно с COP-I (для мембранных белков), либо со специфическим рецептором, взаимодействующим с COP-I (для растворимых белков). Лишенные этих последовательностей белки преимущественно остаются в АГ.
Внутри пузырьков белки постепенно перемещаются из цис-Гольджи в транс-Гольджи. По мере перемещения белков внутри АГ ферменты гликозилтрансферазы осуществляют модификацию их олигосахаридных «меток».
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 присутствовать специальная метка — остатки маннозо-6-фосфата на концах олигосахаридных цепей. 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.
Транспорт в ядро (см. билет №9)
Транспорт в митохондрии
До наружной мембраны митохондрии пре-белки транспортируются в частично развёрнутом состоянии в ассоциации с белками-шаперонами (в частности — с hsp70). После переноса через наружную и внутреннюю мембраны, поступающие в митохондрию белки вновь связываются с шаперонами, но уже собственного митохондриального происхождения. Сам механизм немного похож на ядерный импорт, белки переносчики называются TOM (Translocase of Outer Membrane). Сигнал локализации удаляется митохондриальным Hsp70.