Импорт белков

1. Импорт белков

Сортировка (транспорт) белков
2

2. Сортировка (транспорт) белков

"Признаки адреса" для идентификации
органеллы
• В 1980 Гюнтер Блобель сформулировал основные
принципы индентификации и нацеливания белков
на специфические отделы клетки. Каждый белок
несет
в
своей
структуре
информацию,
необходимую,
чтобы
определить
его
местоположение в структуре клетки.
• Уникальные аминокислотные последовательности
(т опогенные коды) определяют, пройдет ли белок
через мембрану к специфической органелле, будет
ли встроен в мембрану, или будет экспортирован из
клетки.
1999
• Эти последовательности, фактически, образуют
цепь различных аминокислот, представляющих
либо короткий "хвост" на одном из концов белка,
либо фрагмент, расположенный внутри цепи
молекулы белка.
3

3. "Признаки адреса" для идентификации органеллы

Поток мембранных белков
4

4. Поток мембранных белков

Сигналы для сортировки белков
5

5. Сигналы для сортировки белков

Транслокация белков
7

6. Примеры транслокации белков в клетке

Импорт белка в ШЭР
8

7. Транслокация белков

Модификация белков в ШЭР
11

8. Импорт белка в ШЭР

Импорт крупных ядерных белков
12

9.

Модель импорта белка через ядерный поровый комплекс
13

10.

Импорт белков в митохондриальный матрикс
14

11. Модификация белков в ШЭР

Импорт белков в митохондриальный матрикс

12. Импорт крупных ядерных белков

Импорт белка во внутреннюю мембрану
митохондрий
17

13. Модель импорта белка через ядерный поровый комплекс

Импорт белка во внутреннюю мембрану
митохондрий
18

14. Импорт белков в митохондриальный матрикс

Встраивание белков в мембрану
Белок, имеющий один трансмембранный участок.
Имеется один старт-пептид и один стоп-пептид, перенос белка
прекращается, когда стоп-пептид достигнет вертикального участка
петли.
Синтез белка с цитозольной стороны продолжается.
Старт-сигнал отрезается.
Зрелый белок остается в мембране и пронизывает липидный бислой
один раз.
19

15. Импорт белков в митохондриальный матрикс

Сигнальная гипотеза
Конкретные белки, ответственные за
транслокацию, разные для разных
органелл, но принцип один тот же:
распознавание сигнального
пептида,
связывание с мембраной
органеллы,
связывание с трансмембранным
каналом,
проталкивание растущей
пептидной цепи,
отщепление сигнального
пептида.
20

16.

Транспортные пузырьки
23

17. Импорт белка во внутреннюю мембрану митохондрий

Экзоцитозный везикулярный транспорт
мембранного белка
Транспорт между различными компартментами органеллы
осуществляется с помощью везикул, которые
отпочковываются от «донорной мембраны» и потом
сливаются с «акцепторной».
24

18. Импорт белка во внутреннюю мембрану митохондрий

Шапероны
25

19.

"В последние десятилетия биохимия прошла
длинный путь в деле объяснения процессов
образования различных белков в клетке. Но не
так много ученых интересовались распадом
белков... Лауреаты пошли наперекор этой
тенденции и в начале 1980-х открыли один из
самых важных циклических клеточных
процессов - регулируемый распад белков".
Нобелевская премия по химии
за 2004 год
«за открытие убиквитин-опосредованного
разложения белка»
Аарон Цихановер, Аврам Гершко, Ирвин Роуз
26

20. Сигнальная гипотеза

Убиквитин-опосредованное разложение
белка
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Энзим E1 образует с убиквитином
активированный комплекс. Для
осуществления процесса необходима
энергия в виде аденозинтрифосфорной
кислоты (ATP).
Комплекс убиквитин-Е1 взаимодействует с
E2, образуя новый, более устойчивый.
E3 распознаёт белковую "мишень", которая
должна быть уничтожена. Комплекс E2убиквитин и белковая цепь одновременно
связываются с Е3, таким образом, что
убиквитиновый маркер легко передаётся
целевому белку.
E3 высвобождает меченый белок.
Шаг 4 повторяется, до тех пор, пока не
наберётся цепочка из нескольких маркеров.
На входе в протеасому меченый белок
распознаётся ею, от него открепляется
убиквитин, а сам белок поглощается
протеасомой - всасывается, чтобы потом
развалиться на аминокислотные остатки.
27

21. Шероховатый эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи

Рибосома - фабрика для синтеза белка
Протеасома - фабрика для уничтожения белка
28

22. Транспортные пузырьки

3d-модели субъединиц рибосом
30S-субъединица:
1 молекула РНК и 32 белка
50S-субъединица:
3 молекулы РНК и 46 белков