Transport pęcherzykowy

Transkrypt

1 Transport pęcherzykowy zachowanie asymetrii sortowanie przenoszonego materiału precyzyjne oznakowanie zachowanie odrębności organelli Transport pęcherzykowy etapy transportu

2 Transport pęcherzykowy przemieszczanie i sortowanie białek cargo rozpuszczalne i błonowe carriers - przenośniki selekcja cargo - mikrodomeny lipidowe - rekrutacja białek płaszcza pączkowanie z przedziału macierzystego Opłaszczenie pęcherzyków: płaszcz koatomerowy COP typu I płaszcz koatomerowy COP typu II płaszcz klatrynowy formowanie błony przy tworzeniu pęcherzyka udział w wychwytywaniu cząsteczek cargo

3 Transport pęcherzykowy tworzenie płaszcza klatrynowego film pączkowanie - tworzenie płaszcza klatrynowego adaptyny: 1 - aparat Golgiego; 2 - błona komórkowa

4 tworzenie płaszcza klatrynowego Mikrografie elektronowe błony komórkowej oocytu kury - tworzenie dołka, pęcherzyka opłaszczonego klatryną (pobieranie lipidów i białek) pączkowanie z przedziału macierzystego tworzenie płaszcza COP II (COP I) Arf wiązanie białek płaszcza GEF wiązanie cargo

5 pączkowanie z przedziału macierzystego sygnalizacja przez białka wiąŝące GTP (GTP-azy z rodziny ARF) Arf/Sarmolekularne wyłączniki GEF- czynnik wymiany nukleotydu GAP- białko zwiększające aktywność GTP-azową pęcherzyki opłaszczone klatryną białkami COP Mikrografia elektronowa (metoda zamraŝania i rytowania) wewnętrznej powierzchni błony komórkowej fibroblastów skóry (dołki i pęcherzyki klatrynowe) Mikrografia elektronowa cystern aparatu Golgiego izolowanych z komórek (odpączkowujące pęcherzyki opłaszczone białkami COP)

6 transport, dokowanie kompleks Rab- GDP/GDI GDI -inhibitor dysoscjacji nukleotydu cykl GTP-azowy Rab rekrutacja białek motorycznych dokowanie pęcherzyków - białka wiąŝące (tethering factors) Transport pęcherzykowy lokalizacja białek Rab Rab1 Rab2 Rab3A Rab4 Rab5A Rab5B Rab6 Rab7 Rab9 ER, aparat Golgiego sieć cis Golgiego pęcherzyki synaptyczne i wydzielnicze wczesne endosomy błona komórkowa, pęcherzyki klatrynowe wczesne endosomy cysterny Golgiego (trans i środkowe) późne endosomy późne endosomy, sieć trans Golgiego około 70 róŝnych białek Rab w komórkach ssaków

7 Transport pęcherzykowy transport, dokowanie, fuzja SNARE (SNAP receptors)(soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptor) v-snare (vehicle) na powierzchni pęcherzyków transportowych t-snare (target) na powierzchni przedziałów docelowych Transport pęcherzykowy transport, dokowanie, fuzja

8 Transport pęcherzykowy białka SNARE mogą pośredniczyć w fuzji błon <1.5 nm Transport pęcherzykowy fuzja pęcherzyka transportującego SNAP NSF NSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein) SNAP s (soluble NSF attachment protein)

9 Transport pęcherzykowy dysocjacja białek SNARE Transport pęcherzykowy transport anterogradowy transport retrogradowy

10 transport anterogradowy transport pęcherzykowy białek sekrecyjnych i do błony komórkowej szlak podstawowy Filmy 15.9 i hormony, śluz, enzymy trawienne

11 formowanie pęcherzyka sekrecyjnego Immature vesicle clathrin - segregacja i agregacja białek wydzielniczych - niedojrzałe pęcherzyki sekrecyjne - dojrzałe pęcherzyki sekrecyjne Mikrografia elektronowa komórek β trzustki (niedojrzałe wakuole wydzielnicze zawierają proinsulinę) segregacja białek transport hydrolaz do lizosomów (napełnianie lizosomów) Lizosom pierwotny Lizosom wtórny

12 transport retrogradowy transport pęcherzykowy zwrotny do ER Białka rezydujące ER--- sekwencja KDEL [ Lys-Asp-Glu-Leu- COOH] Białka błonowe ER --- sekwencja KKXX [lys-lys-x-x-cooh] transport retrogradowy - endocytoza

13 Drogi endocytozy Fagocytoza Pierwotniaki pobieranie pokarmu Fagocyty (kręgowce) makrofagi osiadłe (komórki Kupffera Browicza; komórki pyłowe;) makrofagi wędrujące leukocyty obojętnochłonne obrona przed infekcją Fagocytoza średnica pęcherzyka > 250nm duŝe cząstki: bakterie, wirusy, obumarłe komórki.. pył nieorganiczny ( azbest, pył krzemowy) uaktywnienie receptora fagocyta przeciwciała (Fc) oligosacharydy fosfatydyloseryny sygnał don t eat me

14 Fagocytoza przymocowanie (rozpoznanie cząstki) tworzenie kubka fagocytarnego zamknięcie fagosomu fuzja z lizosomem degradacja (dyfuzja cząsteczek; ciałka resztkowe) Fagocytoza (1011 erytrocytów dziennie) Mikrografia elektronowa fagocytującego neutrofilu Skaningowa mikrografia elektronowa fagocytującego makrofaga

15 Rodzaje endocytozy Pinocytoza (endocytoza fazy płynnej) średnica pęcherzyka < 150nm niedyskryminacyjna szybkość Endocytoza kierowana receptorami (adsorpcyjna) selektywna (1000 x)

16 cytoza kierowana receptorami cytoza LDL) cholesterol trudno rozpuszczalny cholesterol transportowany w krwioobiegu jako LDL polarna powierzchnia apolarny rdzeń Apo B Transport pęcherzykowy endocytoza kierowana receptorami

17 ocytoza kierowana receptorami (np. endocytoza LDL) uszkodzony gen kodujący receptor dla LDL -kumulacja cholesterolu we krwi predyspozycja do powstawania arteriosklerozy (rodzinna hipercholesterolemia) endocytoza kierowana receptorami Pobieranie: cholesterol transferyna (Ŝelazo) niektóre witaminy (B12) hormony białkowe czynniki wzrostu niektóre enzymy cytokiny wirusy (grypy, HIV) toksyny bakteryjne

18 endocytoza kierowana receptorami losy cargo (ligandów): - degradacja (LDL) (czynniki wzrostu) - transcytoza (Ig) - recyklizacja (transferyna Fe 2+ ) Komórka nabłonka jelita Lizosomy drogi prowadzące do degradacji w lizosomach? bialłka cytoplazmy (-Lys-PHe-Glu_Arg_Gln-)

19 Lizosomy miejsce trawienia wewnątrzkomórkowego lizosomy jądro mitochondria Komórka endotelialna Lizosomy C. de Duve I. Miecznikow wodniczki trawiące błona : monotopowe glikoproteidy ( długie łańcuchy cukrowe, duŝo kwasów sjalowych) pompa protonowa liczne białka przenośnikowe

20 Lizosomy- degradacja organelli komórkowych otoczenie błoną obumarłej organelli (pęcherzyki sekwestralne) fuzja z lizosomem pierwotnym wakuola autofagowa sygnał? Proteoliza proteoliza lizosomowa nieselektywna; białka pobierane przez komórki strukturalne długowieczne proteoliza proteasomowa (80-90%) białka uszkodzone, nieprawidłowo sfałdowane krótkoŝyjące (regulacyjne) selektywna ubikwitynacja białka (wiązanie ubikwityny przez wiązanie izopeptydowe)

21 Proteasomy (proteosomy) Kompleks: białka RNA aparat importujący białka do proteolizy (19S)- regulatorowy (aktywator proteasomu, 6 ATP-az) proteasom 26S aparat dokonujący proteolizy białek (20S) katalityczny (4 pierścienie z 7 podjednostek, beczułka) we wszystkich komórkach eukariotycznych w cytoplazmie i jądrze Proteasomy proteoliza proteasomowa białko -sekwencja rozpoznawcza pudełko destrukcyjne (N-końcu 8-10 reszt) 76 aa związanie ubikwityny (3 enzymy, ligaza; wiązanie izopeptydowe Lys_białko Gly_Ub) wnikanie do proteasomu proteaza proteasomowa degradacja białek do peptydów ( 8-15 aa), odłączenie ubikwityny

22 Proteosomy proteoliza proteasomowa tylko u eukariotów związana z ubikwityną selektywna białka krótkoŝyjące (SS blisko N-końca) białka uszkodzone, źle sfałdowane