Transcript Lezione 10

Hsp90 complessi con recettori per ormoni glucocorticoidi
Hsp70 BiP in RE eucarioti, DnaK E. coli
Hsp40 DnaJ in E. coli
Hsp60 GroEL in E. coli
Hsp10 GroES in E. coli
Pi
C(ADP)
Uprot
H2O
Uprot-C(ADP)
C(ATP)
prot
U unfolded
C chaperone
ATP
Uprot-C(ATP)
ADP
Le chaperonine possono assistere il ripiegamento delle proteine
Proteina disolfuro isomerasi (PDI)
4
S
S
3
1
S
S
4
2
S
S
3
PDI (Cys-S:-)
Anione tiolato
1
S
S
2
Peptidil prolil cis-trans isomerasi
(PPCTI o ROTAMASI)
R2-Calpha
Localizzati nel RE, enzimi coinvolti nel
ripiegamento delle proteine
CO-R1
FUNZIONI delle MODIFICAZIONI delle proteine
per GLICOSILAZIONE
- Specificare la struttura tridimensionale:
La glicosilazione permette alla proteina di assumere conformazioni
tridimensionali complesse.
Zuccheri possono formare catene ramificate, in conformazione α e β
- FOLDING
Ruolo degli
oligosaccaridi nel
riconoscimento e
nell’adesione a superfici
CODICE DI
SUPERFICIE
Riconoscimento da
parte di lectine
Virus che infettano le
cell animali
Tossine batteriche come
colera e pertosse
Batteri come
Helicobacter pylori
Lectine dette selectine
mediano interazioni
cellula-cellula
Recettore per il
mannosio 6-fosfato nel
Golgi
O-GLICOSILAZIONE (Ser/Thr)
APPARATO DI GOLGI
Oltre 100 enzimi glicosil transferasi
Primo monosaccaride aggiunto N-AcetilGal
Es. Mucina proteina secreta dalle cellule di epiteli respiratorio e
garstrointestinale
Nel citosol e nucleo esistono anche monoglicosilazioni (N-acetilGlc) a carico di
proteine ad opera di glicosil transferasi che hanno significato regolatorio
Residui monosaccaridici che si
ritrovano comunemente nelle
glicoproteine
Gli Antigeni del sistema AB0 del sangue umano
I tre antigeni dipendono dalla struttura degli zuccheri terminali nella componente oligosaccaridica di
questi glicolipidi e glicoproteine. La presenza o l’assenza di particolari glicosiltransferasi
determinano il gruppo sanguigno di un individuo
Zuccheri attivati da nucleotidi sono donatori di monosaccaridi nella sintesi
di oligosaccaridi catalizzata da glicosil transferasi
Nucleotidi e corrispondenti monosaccaridi nelle reazioni
catalizzate da Glicosil Transferasi
UDP
GDP
N-acetilglucosamina
Fucosio
N-acetilgalattosamina
Mannosio
N-acetilmuramico
Galattosio
Glucosio
Acido Glucuronico
Xilosio
CMP
Acido sialico
LE PROTEINE NEL RER SUBISCONO MODIFICAZIONI
che hanno un ruolo importante nel loro ripiegamento
1. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO
2. N-GLICOSILAZIONE (Asn)
3. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE
OLIGOSACCARIDICHE
4. QUALITY CONTROL
NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO SONO PRESENTI NUMEROSE PROTEINE CHE SVOLGONO
FUNZIONI DI CHAPERONI. QUESTE PROTEINE:
1. INTERVENGONO NEL RIPIEGAMENTO DELLE PROTEINE IN TRANSITO
2. IMPEDISCONO CHE PROTEINE NON CORRETTAMENTE RIPIEGATE ESCANO DAL RER.
ESEMPI: BiP (HSP70) - CALNEXINA - CALRETICULINA
N-GLICOSILAZIONE (Asn)
Reticolo Endoplasmico
OT
OLIGOSACCARIDE TRANSFERASI
ASN-X-SER/THR
N-GLICOSILAZIONE
H O
N-C-C-X- Ser
Thr
H CH2
ASPARAGINA
C=O
NH
OLIGOSACCARIDE
Complesso 14 zuccheri
Struttura schematica del complesso del traslocone
LA N-GLICOSILAZIONE AVVIENE CO-TRADUZIONALMENTE
Glicosilazione di residui di
asn nel RE.
Oligosaccaride
transferasi trasferisce
l’oligosaccaride Glc3Man9-NacGlc2 (14 unità)
dal lipide Dolicolo a
residui di asparagina del
polipeptide nascente
durante la loro
traslocazione attraverso
la membrana del RER
(traslocone).
La transferasi può essere
parte del complesso del
traslocone
Sintesi del Dolicolo
17-21 unità ISOPRENICHE
Reazioni terminali nella biosintesi del Dolicolo-P
SINTESI DELL’OLIGOSACCARIDE PRECURSORE SUL DOLICOLO
CTP chinasi
Un oligosaccaride attivato viene
costruito per aggiunta sequenziale
di singole unità di monosaccaridi
Il gruppo viene poi trasferito alla
catena laterale di un residuo di Asn
di una proteina nascente nel lume
del RE
Biosintesi di oligosaccaridi di proteine N-glicosilate a
livello della membrana del reticolo endoplasmico
RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE
Elaborazione degli N-oligosaccaridi nel RER
Controllo nella formazione della proteina, contemporaneamente alla rimozione dei
monosaccaridi viene completato il folding
Nel RER vengono rimosse 4 unità: 3Glc e 1Man
QUALITY CONTROL
Sistema di controllo della qualità del ripiegamento delle proteine nel RE
Glicoproteine
correttamente ripiegate
(pronte per essere
esportate dal RE)
Proteine nascenti
glucosilate
Complesso con la
calnessina
(non può essere
esportato dal RE)
RUOLO dell’ N-GLICOSILAZIONE nel RIPIEGAMENTO
PROTEINE DEL RER RIPIEGATE MALE POSSONO ESSERE
RETROTRASPORTATE E DEGRADATE
*
* Nel Golgi, degli oligosaccaridi concatenati nel RER, rimangono 2 NacetilGlc e 3 Man
Tipica struttura di N-oligosaccaridi (a) ad alto contenuto di mannosio, (b) complessi, e (c) ibridi
Formazione del mannosio
6-fosfato, “etichetta” per la
localizzazione nei lisosomi
Una fosfotransferasi con substrato
UDP-N-acetilglucosamina e una
fosfodiesterasi presenti nel cis Golgi
catalizzano l’aggiunta di un gruppo
fosforico
Meccanismo di smistamento
degli enzimi lisosomiali
mediante recettori ed il
segnale mannosio 6-fosfato
nelle cisterne trans del Golgi
SEGNALI DI RITENZIONE DI PROTEINE DEL LUME DEL RER:
KDEL
C-TERMINALE
PDI
ratto
topo
uomo
pollo
QKAVKDEL
QKAVKDEL
QKAVKDEL
QKAVKDEL
BiP
ratto
topo
uomo
pollo
DTSEKDEL
DTSEKDEL
DTAEKDEL
EAAEKDEL
CALRETICULINA coniglio
topo
RRQAKDEL
PAQAKDEL
Recupero delle proteine residenti nel reticolo (KDEL) e il suo recettore
Il recettore del KDEL presente nelle cisterne del Golgi cattura le proteine solubili (KDEL) e le
porta tramite vescicole di trasporto rivestite di COP I al RE.
Nell’ambiente a pH neutro del RE le proteine si dissociano dal recettore che viene quindi
riciclato e portato al Golgi per essere riutilizzato
Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
L’USCITA DAL RER AVVIENE MEDIANTE TRAFFICO VESCICOLARE