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 α poprzez kompleks porowy. - transp. do mitochondrium - zawierają dodatnio naładowane aminokwasy oddzielone przez aminokwasy o neutralnym ładunku; kształt α-helisy. - transp. do siateczki śródplazmatycznej - w ich sekwencji sygnałowej znajdują się odcinki całkowicie hydrofobowe Transport z cytoplazmy do jądra - importyna α wiąże się z białkiem posiadającym sygnał NLS - następnie wiąże się z cząst. importyny β, tworząc trójskładnikowy kompleks Importyna β 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 β przyłącza się Ran-GTP - importyna α i białko odczepiają się - Ran-GTP i importyna β 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).