Transport pęcherzykowy

Transkrypt

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

2 Transport pęcherzykowy szlak wydzielniczy przemieszczanie i sortowanie białek cargo rozpuszczalne i błonowe carriers - przenośniki selekcja cargo - mikrodomeny lipidowe - rekrutacja białek płaszcza

3 Transport pęcherzykowy etapy transportu

4 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

5 Transport pęcherzykowy tworzenie płaszcza klatrynowego film

6 pączkowanie - tworzenie płaszcza klatrynowego adaptyny: 1 - aparat Golgiego; 2 - błona komórkowa

7 tworzenie płaszcza klatrynowego Mikrografie elektronowe błony komórkowej oocytu kury - tworzenie dołka, pęcherzyka opłaszczonego klatryną (pobieranie lipidów i białek)

8 pączkowanie z przedziału macierzystego sygnalizacja przez białka wiąŝące GTP (GTP-azy z rodziny ARF/Sar) Arf/Sarmolekularne wyłączniki Arf wiązanie białek płaszcza COPII wiązanie cargo

9 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)

10 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

11 transport, dokowanie, fuzja cykl GTP-azowy Rab rekrutacja białek motorycznych; dokowanie pęcherzyków - białka wiąŝące

12 Transport pęcherzykowy lokalizacja białek Rab Rab1 ER, aparat Golgiego Rab2 sieć cis Golgiego Rab3A pęcherzyki synaptyczne i wydzielnicze Rab4 wczesne endosomy Rab5A błona komórkowa, pęcherzyki klatrynowe Rab5B wczesne endosomy Rab6 cysterny Golgiego (trans i środkowe) Rab7 późne endosomy Rab9 późne endosomy, sieć trans Golgiego około 70 róŝnych białek Rab w komórkach ssaków

13 białka SNARE mogą pośredniczyć w fuzji błon <1.5 nm

14 Transport pęcherzykowy fuzja pęcherzyka transportującego SNAP NSF NSF (N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein) SNAP s (soluble NSF attachment protein)

15 Transport pęcherzykowy dysocjacja białek SNARE

16 Transport pęcherzykowy transport anterogradowy transport retrogradowy

17 Transport pęcherzykowy transport retrogradowy drogi endocytozy

18 Drogi endocytozy Fagocytoza Pierwotniaki pobieranie pokarmu Fagocyty (kręgowce) makrofagi osiadłe (komórki Kupffera Browicza; komórki pyłowe;) makrofagi wędrujące leukocyty obojętnochłonne obrona przed infekcją

19 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

20 Fagocytoza przymocowanie (rozpoznanie cząstki) tworzenie kubka fagocytarnego zamknięcie fagosomu fuzja z lizosomem degradacja (dyfuzja cząsteczek; ciałka resztkowe)

21 Fagocytoza (10 11 erytrocytów dziennie) Mikrografia elektronowa fagocytującego neutrofilu Skaningowa mikrografia elektronowa fagocytującego makrofaga

22 Rodzaje endocytozy

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

24 Endocytoza kierowana receptorami ( endocytoza LDL) cholesterol trudno rozpuszczalny cholesterol transportowany w krwioobiegu jako LDL polarna powierzchnia apolarny rdzeń Apo B

25 Transport pęcherzykowy endocytoza kierowana receptorami

26 endocytoza kierowana receptorami (np. endocytoza LDL) uszkodzony gen kodujący receptor dla LDL -kumulacja cholesterolu we krwi predyspozycja do powstawania arteriosklerozy (rodzinna hipercholesterolemia)

27 endocytoza kierowana receptorami Pobieranie: cholesterol transferyna (Ŝelazo) niektóre witaminy (B12) hormony białkowe czynniki wzrostu wirusy (grypy, HIV) toksyny bakteryjne niektóre enzymy cytokiny

28 endocytoza kierowana receptorami losy cargo (ligandów): - degradacja (LDL) (czynniki wzrostu) - transcytoza (Ig) - recyklizacja (transferyna Fe 2+ ) Komórka nabłonka jelita

29

30

31 Peroksysomy Peroksysomy - pierwotne utleniacze (mikrociała) w komórkach zwierzęcych i roślinnych 0,2 1,8 µm pojedyncza błona kanały białkowe (1 kda) ziarnista macierz (matriks) brak DNA, rybosomów inkluzje: tzw. rdzeń (nukleoid) odkryte przez Ch. de Duve'a w 1965

32 Peroksysomy Nukleoid krystaliczna postać oksydazy moczanowej (rozkład kwasu moczowego do alantoiny) Mikrografia elektronowa peroksysomów z hepatocytów szczura

33 Peroksysomy Import białek sekwencje sygnałowe: Ser-Lys-Leu C-koniec (zazwyczaj) peroksyny; białka receptorowe i kanałowe (?) Powstawanie z ER podział

34 Peroksysomy pochodzenie? endosymbiontyczne najwcześniej przyswojone endosymbionty brak DNA, rybosomów, podwójnej błony enzym oksydaza D-aminokwasowa duŝe podobieństwo peroksysomów u odległych eukariotów (badania genetyczne)

35 zróŝnicowane funkcjonalnie (50 rodzajów enzymów) Peroksysomy utleniają róŝne substraty (zuŝycie tlenu do 20%) bez syntezy ATP (dyssypacja energii w formie ciepła) (1) utlenianie: RH 2 + O 2 R + H 2 O 2 (2) rozkład H 2 O 2 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 katalaza oksydazy flawinowe lub H 2 O 2 + RH 2 = R + 2 H 2 O peroksydaza R- aldehydy, fenole, alkohole... donorem elektronów do redukcji

36 Peroksysomy w komórkach zwierzęcych - funkcje utleniające utlenianie róŝnych substratów (alkoholu etylowego serce,wątroba) β-oksydacja kwasów tłuszczowych długołańcuchowych (do-8c) (peroksysomowa oksydaza acetylo Co A) degradacja puryn (enzymy cyklu purynowego) metabolizm aminokwasów (aminotransferazy) synteza cholesterolu i dolicholi (enzymy w hepatocytach) synteza plazmalogenów (glicerofosfolipidy- eterolipidy)

37 Peroksysomy w komórkach roślinnych funkcje róŝnorodne peroksysomy liściowe (funkcje utleniające) peroksysomy brodawek korzeniowych (uczestniczące w przyswajaniu azotu) glioksysomy (nasiona roślin oleistych) (katabolizm kwasów tłuszczowych i synteza z nich cukrów) (β-oksydacja, cykl glioksalanowy, cykl Krebsa, glukoneogeneza ) 2 acetylo-coa bursztynian (cykl Krebsa) szczawiooctan (szlak glukoneogenezy) fosforany fruktozy, glukoza, sacharoza

38 Peroksysomy Mikrografia elektronowa peroksysomów z komórek mezofilu liścia tytoniu (A) oraz glioksysomów z komórek nasienia pomidora (B)