Transcript Proteiners skjebne 2

Proteiners
skjebne II
4 II) Fra ER til Golgi-komplekset
4) Fra Golgi til eksport: rutine eksocytose
- Video av konstitutiv eksocytose
Golgikomplekset (GK)
sekret
-blære
transgolgi
mediale
golgi
RER
cisgolgi
overførings
blærer
Golgikompleksets
to hovedfunksjoner:
1) Videre
modifisering av
proteinene
2) Sortering til
korrekt
bestemmelsessted
Regulert sekresjon
i granulocyter
før…
og
etter signal
4) Transport av protein til membraner
membranprotein-funksjoner
Membranproteiner
- membranfeste
- skip-i-flaske problemet: hvordan kommer de seg inn?
Interne signalsekvenser i TM-proteiner
- type I, med signalpeptid
1
MISMLTMLLY LGLILEHRTK IQAGHLPRPI IWAEPGSMIA IYTSVTIWCQ
51
GSWEAQKYHL YKEGNVNPWD TQLPLETRNK AKFNIQYMTT TYADTYKCYY
101
ESAAGFSEHS DAMELVMTGA YTNPSLSVWP SSDVTSGVSI AFKCSSSMGF
151
GRFILIQDGK DSFRWTLDSQ RHDNQPFHAT FVLDTVTPNH NGTFRCYGSF
201
RNEPHLWSKS SDPLVLMVSE TKNQSPTHTE DGLKTYQKIL TGVLVSFLLL
251
LLLLLLLILI RYRYSCKKKA TQRDANLQLT SGVPETTYRD RLHQKSSSPD
301
ATINEKYLYA SVKNTQSEDN GELDSWNPPD KDPHGIVYAQ VKPSRLRKDT
351
TSWRPKETQV VTYAQLCSRT QEYDNR
1
MISMLTMLLY LGLILEHRTK IQAGHLPRPI IWAEPGSMIA IYTSVTIWCQ
51
GSWEAQKYHL YKEGNVNPWD TQLPLETRNK AKFNIQYMTT TYADTYKCYY
101
ESAAGFSEHS DAMELVMTGA YTNPSLSVWP SSDVTSGVSI AFKCSSSMGF
151
GRFILIQDGK DSFRWTLDSQ RHDNQPFHAT FVLDTVTPNH NGTFRCYGSF
201
RNEPHLWSKS SDPLVLMVSE TKNQSPTHTE DGLKTYQKIL TGVLVSFLLL
251
LLLLLLLILI RYRYSCKKKA TQRDANLQLT SGVPETTYRD RLHQKSSSPD
301
ATINEKYLYA SVKNTQSEDN GELDSWNPPD KDPHGIVYAQ VKPSRLRKDT
351
TSWRPKETQV VTYAQLCSRT QEYDNR
Interne signalsekvenser i TM-proteiner
- type II
Multipasserings TM-proteiner
Aquaporin-4
6 TM + 2 halve TM…
fra Line Strand et al
(Biochemistry, 2009)
…medisinerstudent
på 5. semester, og
Forskerlinjen
Aquaporin-4 – analyse av primærsekvens
MSDGAAARRWGKCGPPCSRESIMVAFKGVWTQAFWKAVTAEFLAMLIFVL
LSVGSTINWGGSENPLPVDMVLISLCFGLSIATMVQCFGHISGGHINPAVTV
AMVCTRKISIAKSVFYITAQCLGAIIGAGILYLVTPPSVVGGLGVTTVHGNLTA
GHGLLVELIITFQLVFTIFASCDSKRTDVTGSVALAIGFSVAIGHLFAINYTGAS
MNPARSFGPAVIMGNWENHWIYWVGPIIGAVLAGALYEYVFCPDVELKRRL
KEAFSKAAQQTKGSYMEVEDNRSQVETEDLILKPGVVHVIDIDRGDEKKGK
DSSGEVLSSV
- online bioinformatikk server:
http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM-2.0/
Posttranslasjonelle hendelser:
4) Proteindegradering
Proteasomet
- bokstavelig talt rene kjøttkvernen
Proteasomet
- og nysyntetiserte
proteiner
En stor andel nysyntetiserte
proteiner oppnår ikke korrekt
konformasjon (feiltranslaterte,
prematur stopp, feilfoldete eller
feilsamlede proteiner)
De defekte ribosomproduktene
sendes til proteasomet for
nedbryting
Proteasomet produserer
aminosyrer og peptider.
Peptider kan brukes av
immunsystemet…
MHC klasse I antigenpresentasjon
Proteiner i cytosol og kjernen
brytes ned av proteasomet
Transportøren for antigen
prosessering (TAP)
translokerer peptidene inn i
lumen av ER
MHC klasse I heterodimerer
venter i ER på den tredje
subenheten → peptider
Binding av peptid kreves for
korrekt folding av MHCI
molekylene, med påfølgende
frigjøring fra ER og transport
vi GK til plasma-membranen,
der peptidene presenteres for
immunsystemet
TCR, T-cell receptor
Regulering av degradering: Ubikvitin (Ub)
Cytosolproteiner merkes for
degradering ved påhekting av Ub.
Ubikviteringen skjer ved at et ATPavhengig Ub-aktivererende enzym
(E1) først hekter Ub på et nytt enzym,
E2, som er det som overfører Ub til
målproteiner
Det er mange ulike E2. Noen virker
alene, de fleste virker sammen med et
tredje protein, E3, som det også er
mange ulike utgaver av
De mange ulike Ub-konjugerende
enzymene er nødvendig for
gjenkjenning av mange ulike
degraderingssignaler
Ubikviteringen skjer ved at et ATP-avhengig Ub-aktivererende enzym (E1) først
hekter Ub på et nytt enzym, E2, som er det som overfører Ub til målproteiner.
Det er mange ulike E2. Noen virker alene, de fleste virker sammen med et tredje
protein, E3, som det også er mange ulike utgaver av. De mange ulike Ubkonjugerende enzymene er nødvendig fordi mange ulike degraderingssignaler
skal gjenkjennes.
Regulering: Hvilke proteiner som skal brytes
ned avhenger dels av hvilke ubikvitin-ligaser
som er aktive i cellen…
…dels av degraderingssignaler eksponert
av proteinene
Oppsummering:
Eksport av kollagen
et velstudert, instruktivt og klinisk viktig eksempel
Procollagen
- tvunnet og modifisert i ER – så eksportert og kuttet
Kollagen
et velstudert,
instruktivt og
klinisk viktig
eksempel
-skjørbuk
- > 20
forskjellige
kollagener…
James Morris
(1890)
Kollagen i hud (dermis)
Oppsummeringseksempel: Kollagenets livsløp
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
Kotranslasjonell transmembrantransport til rER-lumen
Signalbiten kappes av (preprokollagen blir prokollagen)
Trippelheliksdannelse
Hydroksylering av prolin- og lysinsidekjeder (C-vitamin,
derav skjørbuk)
Glykosylering
Transport via Golgi og ut av cellen ved konstitutiv
sekresjon
Utenfor cellen kappes N- og C-terminale ekstensjoner av
(prokollagen blir kollagen)
Danner fibriller og fibre
Etter hvert dannes det kovalente tverrbroer mellom de
hydroksylerte lysinsidekjedene
Fibroblast
celler kan
binde til
ekstracellulært
kollagen,
rydde og
strukturere vev,
f.eks. hud
Noen viktige nedbrytingssykdommer
- feilfolding og fibrildannelse av proteiner kan føre til utfelling av
aggregater i kjernen, cytoplasma og utenfor cellen
Proteinaggregater ved nevrodegenerative sykdommer
Senile plakk: Alzheimer
Nevrofibrillære nøster:
familiær tau-sykdom
Lewy-body: Parkinson
Intranukleær polyglutamin
-inklusjon: Huntington
Ubikvitinylert inklusjon
i motonevron: ALS
Protease-resistent PrP: CJD
Nature Medicine 10, 1055 - 1063 (2004)
Noen kilder og tips
Linker lagt ut på min hjemmeside
http://folk.uio.no/torgeirh/fag.html
Kommentert celle-animasjons video fra XVIVO Prosjektet ved Harvard
http://folk.uio.no/torgeirh/transfer/Inner+Life+Of+the+Cell+(Full).mp4
Lodish et al ”Molecular Cell Biology” (1st Edition) online på PubMed Books
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mcb.TOC
Alberts et al ”Molecular Biology of the Cell” på PubMed Books:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=mboc4.TOC&depth=2
Anbefaler også Pollard & Earnshaw ”Cell Biology”