Przedziały wewnątrzkomórkowe siateczka śródplazmatyczna (ER)

Transkrypt

1 Przedziały wewnątrzkomórkowe siateczka śródplazmatyczna (ER) Pochodzenie ER inwaginacja błony - (kanały trnslokacyjne) i rozrost cysterny spłaszczone woreczki tubule Siateczka śródplazmatyczna retikulum endoplazmatyczne (ER) Mikrografia fluorescencyjna ssaczych fibroblastów wybarwionych immunofluorescencyjnie na białka rezydujące ER 2 µm dynamiczna, luźna struktura rozmieszczona w cytoplazmie Film 1

2 Siateczka śródplazmatyczna regiony funkcjonalne synteza i fałdowanie białek; degradacja białek synteza steroidów metabolizm trucizn metabolizm hemu magazyn Ca +2 segregacja białek i eksport tworzenie osłonki jądrowej (kompleksy porowe) Siateczka śródplazmatyczna szorstka (RER) rybosomy cysterny błony gładka (SER) 2

3 RER - dobrze rozwinięta komórki sekrecyjne pęcherzykowe trzustki ( enzymy trawienne) plazmocyty (γ-globuliny) fibroblasty (kolagen) RER - brak erytrocyty ssaków plemniki SER - dobrze rozwinięta komórki gruczołów dokrewnych kory nadnerczy (hormony sterydowe) hepatocyty (przerost SER po lekach)) mięśni (magazynowanie Ca 2+ ) SR SER - brak erytrocyty duŝa płynność Błony ER fosfolipidy o łańcuchach nienasyconych duŝo PC i PE mało cholesterolu i sfingomieliny podobny skład lipidowy obu monowarstw białka integralne (enzymatyczne; transportujące) modyfikację potranslacyjną białek syntezę lipidów transport do wnętrza cystern ER 3

4 Funkcje ER synteza białek: - błon (komórki, jądra, organelli szlaku wydzielniczego ) - rezydujących w świetle organelli szlaku wydzielniczego - na eksport modyfikacje potranslacyjne białek synteza lipidów transport białek i błon regulacja warunków jonowych w cytoplazmie (Ca +2, H + ) Translacja i transport białek transport posttranslacyjny i kotranslacyjny x10 3 białek w komórce człowieka 4

5 Kotranslacyjne przemieszczanie białek Sekwencja Sygnałowa aminokwasów (7-20 hydrofobowych) ER 1/3 białek komórki Kotranslacyjne przemieszczanie białka do światła ER SRP połączenie SS i SRP spowolnienie translacji 6 białek RNA-300 nukl. sekwencja sygnałowa (N-końcu) nukleoproteina przeniesienie kompleksu do błony translokon 60Α SS - sekwencja sygnałowa do ER; SRP - cząstka rozpoznająca sygnał 5

6 białka do światła ER przeniesienie kompleksu do błony i związanie SRP ze swoistym receptorem odłączenie SRP od SS uruchomienie translacji wnikanie białka do ER 2 podjednostki GTP-aza Sec 61 α, β, χ związanie rybosomu z błoną przez białka błonowe (ryboforyna I i II) białek rozpuszczalnych przez błonę ER 6

7 białek monotopowych do błony ER Sekwencja Sygnałowa aminokwasów hydrofobowych wewnątrz łańcucha białek politopowych do błony ER Film 7

8 kotranslacyjne wbudowywanie do błony ER Np. Białko politopowe o 5 fragmentach transbłonowych z domeną C-końcową po stronie cytoplazmatycznej Jakie i jak ułoŝone sekwencje sygnałowe zapisane w łańcuchu polipeptydowym takiego białka są odpowiedzialne za takie jego w budowanie w błonę? Kotranslacyjne przemieszczanie białek do błony ER Białko monotopowe błony komórkowej z domeną N-końcową po stronie cytoplazmatycznej Jakie i jak ułoŝone sekwencje sygnałowe zapisane w łańcuchu polipeptydowym takiego białka są odpowiedzialne za takie jego w budowanie w błonę? 8

9 Kotranslacyjne przemieszczanie białek do błony ER Białko monotopowe błony komórkowej z domeną N-końcową po stronie cytoplazmatycznej ER -potranslacyjne modyfikacje białek glikozylacja tworzenie wiązań dwusiarczkowych fałdowanie tworzenie kompleksów (oligomerów) 9

10 Siateczka śródplazmatyczna glikozylacja białek synteza oligosacharydów - cytoplazmie oligosacharyd (2 + 5) -dołączenie do fosforanu dolicholu (alkohol poliprenoidowy, długi, liniowy lipid z około 20 reszt izoprenowych) - przeniesienie do ER - dobudowanie cukrów - przeniesienie na białko Wszystkie oligosacharydy dołączone wiązaniem N- glikozylowym posiadają rdzeń cukrowy: 2 GlcNAc + 3 Man) w błonie ER (14 cukrów) glikozylacja białek glikozylacja na asparaginie obecnej w sekwencji Asn-X- Thr lub Asn-X- Ser (wiazanie N-glikozydowe) oligosacharyd prekursorowy (drzewko z 14 cukrów ) dołączany do większości białek w błonach RER (wiązaniem N-glikozydowym) dojrzewanie oligosacharydów - enzymy glikozylujące 10

11 ER - tworzenie wiązań dwusiarczkowych utlenienie par reszt cysteinowych - (enzym w świetle ER) kowalencyjne wiązania dwusiarczkowe stabilizacja struktury białka ER - kontrola jakości białek białko opiekuńcze (hsp) ATP-aza; powinowactwo do odcinków hydrofobowych 11

12 kontrola jakości białek Mukowiscidoza (zwłóknienie torbielowate) zwyrodnienie płuc biosynteza lipidów (fosfoglicerydów) Fosfataza cholinowa Transferaza acylowa Transferaza cholinowa kwas fosfatydowy diacyloglicerol fosfatydylocholina 12

13 Siateczka śródplazmatyczna biosynteza lipidów Siateczka śródplazmatyczna Biosynteza i transport lipidów specyficzne białka transportujące LTPs - lipid-transfer protein kieszeń wiąŝąca hydrofobowa (konserwatywne) wymiana lipidów 13

14 Sortowanie i transport białek i błon Aparat Golgiego lokalizacja ilość: 1- setki Mikrografia fluorescencyjna fibroblastu (wybarwione immunofluorescencyjnie białka rezydujące w AG) 14

15 rozmieszczenie Filmprzedziały Aparat Golgiego Mikrografia elektronowa AG w zwierzęcych komórkach wydzielniczych Aparat Golgiego 3-20 cystern stos Golgiego 15

16 funkcjonalna kompartmentalizacja biochemiczna kompartmentalizacja 16

17 Aparat Golgiego funkcje modyfikacje reszt cukrowych glikoprotein i glikolipidów wiązanie N-glikozydowe: -Asn- 14 cukrowy oligosacharyd (2 GlcNAc, 9 Man, 3 Glc) cis trans glikozylacje pewnych białek wiązania O-glikozydowe: reszty cukrowe - OH-Ser, Thr sulfonowanie (siarkowanie) proteoglikanów, glikolipidów i glikoprotein (sufotransferaza) dojrzewanie prekursorowych form białek (sieć trans) kontrolowana proteoliza (odcinki prepeptydowe) (proalbumina) proteoliza i łączenie łańcuchów wiązaniami dwusiarczkowymi (preproinsulina) synteza polisacharydów (komórki roślin) (glikozoaminoglikany, hemiceluluza, pektyny) synteza sfingomieliny i glikosfingolipidów 17

18 przemieszczanie i sortowanie lipidów i białek powstawanie tratw lipidowych segregacja białek 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] 18

19 transport pęcherzykowy białek sekrecyjnych i do błony komórkowej szlak podstawowy Filmy 15.9 i hormony, śluz, enzymy trawienne 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) 19

20 segregacja białek transport hydrolaz do lizosomów (napełnianie lizosomów) Lizosom pierwotny Lizosom wtórny 20