CITOSOL RETICOLO ENDOPLASMATICO Page 723 Molecular Biology of
CITOSOL RETICOLO ENDOPLASMATICO Page 723 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
MOVIE ER dynamics
IL POOL DI RIBOSOMI E’ UNICO m. RNA di proteina citosolica poliribosoma pool di ribosomi m. RNA di proteina secretoria poliribosomi legati al RER
LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE CON DUE DIFFERENTI MODALITA’ TRASLOCAZIONE CO-TRADUZIONALE TRASLOCAZIONE POST-TRADUZIONALE
Signal sequence is both necessary and sufficient for import into ER Necessary Sufficient
Translocation into the ER 10 -7 v Sec 61 is a hetero-trimeric complex composed of a, b, g subunits related to Sec. YEG v SRP is a ribonucleoprotein complex composed of 7 S RNA and numerous proteins v binding of signal sequence is modulated by NAC v a post-translational translocation pathway that makes use of Sec 61 also exists; preproteins are maintained in a translocationcompetent form by Hsp 70/Hsp 40 v SRP pathway is cotranslational; SRP mediates arrest of elongation until it docks with SRP receptor; translocation then proceeds through Sec 61 v SRP is the major pathway used for import into ER
NUMEROSI ELEMENTI SONO COINVOLTI NELLA TRASLOCAZIONE CO-TRADUZIONALE 1. PEPTIDE SEGNALE 2. PARTICELLA SRP 3. RECETTORE DI SRP 4. TRASLOCONE 5. PEPTIDASI DEL SEGNALE
IL PEPTIDE SEGNALE E’ UNA SEQUENZA IDROFOBICA 1. 15 -45 AMMINOACIDI 2. DI REGOLA AMMINOTERMINALE 3. IDROFOBICA 4. IN GENERE RIMOSSA 5. SEQUENZA VARIABILE ESEMPIO: NH 2 -MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ
MOVIE SRP
SRP E’ COSTITUITA DA 1 RNA E RNA arresto della traduzione riconoscimento del segnale riconoscimento del recettore su RER 6 PROTEINE riconoscimento del segnale
B) La particella SRP Figure 12 -39 a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
COME SRP INTERAGISCE COL RIBOSOMA
IL RECETTORE DI SRP E’ LOCALIZZATO SUL RER 1. PROTEINA TRANSMEMBRANA DEL RER 2. COSTITUITO DA 2 SUBUNITA’ (SR ed SR ) 3. SI DISTACCA DA SRP CON IDROLISI DI GTP
SRP SVOLGE 3 FUNZIONI 1 2 3 riconoscimento del segnale blocco della traduzione legame al recettore
IL TRASLOCONE E’ UN CANALE COSTITUITO DA TRAM+SEC 61 + puromicina SINTESI PROTEICA ATTIVA SINTESI PROTEICA BLOCCATA GLI IONI NON PASSANO GLI IONI PASSANO
IL TRASLOCONE SEC 61 PUO’ TROVARSI IN UNA CONFIGURAZIONE CHIUSA O APERTA solco APERTO
IL RIBOSOMA INTERAGISCE CON LE SUBUNITA’ DEL SEC 61
LA PEPTIDASI DEL SEGNALE E’ UN ENZIMA CRITICO 1. ENZIMA LUMINALE DEL RER 2. VARIE SUBUNITA’ 3. RICONOSCE UN SITO ADIACENTE AL PEPTIDE SEGNALE
RER E SER POSSONO ESSERE PURIFICATI c e n t r i f u g a z i o n e o m o g e n a t o gradiente di saccarosio SER RER
Traslocazione di proteine “solubili” Figure 12 -45 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Glicoforina LDL (R) Insulina (R) HA Proteine integrali di membrana sintetizzate nel RER hanno diverse topologie Cit. p 450 Cit. b 5 Asialo (R) Transferrina (R) Galattosil transf. Sialil transferasi CITOSOL Glucose transport Rodopsina b-adr. (R)
Movie 12. 6
COME UNA PROTEINA SOLUBILE ATTRAVERSA LA MEMBRANA DEL RER N CITOSOL 1 LUME RER N CITOSOL 2 LUME RER CITOSOL LUME RER 3
COME UNA PROTEINA DI MEMBRANA DI TIPO II ATTRAVERSA LA MEMBRANA DEL RER N CITOSOL 1 LUME RER N CITOSOL 2 LUME RER N CITOSOL LUME RER C 3
SPESSO LE PROTEINE DI MEMBRANA DI TIPO II HANNO UNA SEQUENZA SEGNALE INTERNA N CITOSOL 1 LUME RER N CITOSOL 2 LUME RER N CITOSOL LUME RER C 3
L’orientamento degli aa carichi del peptide segnale determina la topologia della proteina: TIPO 2
COME UNA PROTEINA DI MEMBRANA DI TIPO I ATTRAVERSA LA MEMBRANA DEL RER N CITOSOL 1 LUME RER N CITOSOL 2 LUME RER N C CITOSOL LUME RER N 3
La disposizione degli aa carichi nel peptide segnale determina la topologia della proteina: TIPO 1
COME UNA PROTEINA MULTIPASSO ATTRAVERSA LA MEMBRANA DEL RER N CITOSOL 1 LUME RER N CITOSOL 2 LUME RER N C CITOSOL LUME RER 3
idrofilico idrofobico PROTEINE MULTIPASSO citosol lume amminoacido N°
LA TRASLOCAZIONE NEL RER DI ALCUNE PROTEINE PUO’ ESSERE POST-TRADUZIONALE
ALCUNE PROTEINE HANNO UN’ANCORA GPI (glicosilfosfatidilinositolo) GPI estremo COOH della proteina
LE PROTEINE NEL RER SUBISCONO MODIFICAZIONI 1. GLICOSILAZIONE (asparagine) 2. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO 3. OLIGOMERIZZAZIONE 4. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE 5. ARCHITECTURAL EDITING QUALITY CONTROL
1. GLICOSILAZIONE (asparagine) OT OLIGOSACCARIL TRANSFERASI RIBOFORINA II PROTEINA 48 k. Da ASN-X-SER ASN-X-THR
H O N-C-C-X- Ser Thr H CH 2 ASPARAGINA C-O NH OLIGOSACCARIDE
RER Glu CITOSOL DOLICOLO P P Glc. NAc Man Glc. NAc 5 2 P P DOLICOLO Man Glc. NAc 9 2 P P DOLICOLO Man Glc. NAc 3 9 2 P P DOLICOLO 2 2 5
Ser/Thr X Asn = N-Acetilglucosamina = Mannnosio Man = Galattosio Gal = Acido sialico = Glucosio Glu Glc. NAc NANA
Ser/Thr RER X Asn Ser/Thr X Asn GOLGI
2. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO PDI (PROTEINA DISOLFURO ISOMERASI) AMBIENTE NON RIDUCENTE IDROLISI DI ATP
3. OLIGOMERIZZAZIONE ALCUNE PROTEINE SONO COSTITUITE DI PIU’ SUBUNITA’. LE SUBUNITA’ SI ASSOCIANO NEL RER. L’OLIGOMERIZZAZIONE E’ SPESSO INDISPENSABILE PER USCIRE DAL RER.
4. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE LE 3 MOLECOLE DI GLUCOSIO VENGONO RIMOSSE DALL’OLIGOSACCARIDE PRIMA CHE LA PROTEINA ESCA DAL RER.
Elaborazione degli oligosaccaridi N-Linked nel RER
5. ARCHITECTURAL EDITING QUALITY CONTROL NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO SONO PRESENTI NUMEROSE PROTEINE CHE SVOLGONO FUNZIONI DI CHAPERONI O CHAPERONINE. QUESTE PROTEINE: 1. INTERVENGONO NEL RIPIEGAMENTO DELLE PROTEINE IN TRANSITO. 2. IMPEDISCONO CHE PROTEINE NON CORRETTAMENTE RIPIEGATE ESCANO DAL RER. ESEMPI: Bi. P - CALNEXINA - CALRETICULINA - HSP 70
DURANTE LA TRASLOCAZIONE NEL RER LE PROTEINE SI LEGANO A CHAPERONI E SI RIPIEGANO 2001
L’ESEMPIO DELL’EMOAGGLUTININA (HA)
C’E’ UNA RELAZIONE TRA GLICOSILAZIONE E RIPIEGAMENTO
The Unfolded Protein Response (UPR) Nucleus UPRE UPR genes S 1 P/S 2 P – Bi. P, PDI, SCJ 1 XBP-1 – Bi. P, CHOP – ERAD (ER-ass. degradation) – XBP 1 –XBP 1 Phospholipid Synthesis m. RNA – Lipogenesis ATF 6 IRE Golgi ER Unfolded protein © Sabine Schnyder 2005 Bi. P
Figure 12 -55 a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
PROTEINE DEL RER RIPIEGATE MALE POSSONO ESSERE RETROTRASPORTATE E DEGRADATE
LA SINTESI DI LIPIDI AVVIENE SUL RE
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