Эндоплазматический ретикулум. Мембранные органеллы

1.

Мембранные
органеллы

2.

Соотношение различных типов
мембран
% от всех
мембран
Тип мембраны
гепатоцит
5000 мкм3
Экзокринная клетка
поджелудочной железы
1000 мкм3
Общий объем мембран
Плазматическая мембрана
Гр. ЭПР
Гл. ЭПР
Аппарат Гольджи
Митохондрии
Наружная мембрана
Внутренняя мембрана
Внутренняя мембрана ЯО
Секреторные везикулы
Лизосомы
Пероксисомы
Эндосомы
110,000 мкм 2
2
35
16
7
13,000 мкм 2
5
60
<1
10
7
32
0.2
not determined
0.4
0.4
0.4
4
17
3
3
not determined
not determined
not determined

3.

Эндоплазматический
ретикулум

4.

Эндоплазматический
ретикулум

5.

Субдомены ЭПР
+
Пероксисомы
Липидные капли
Контактные сайты

6.

Субдомены ЭПР
субдомены
функции
белки
Гр. ЭПР
Синтез белков
Транслокация
Складывание и олигомеризация
Первичное гликозилирование и
др. модификации
Деградация
Образование мембран
Sec61 complex,
Детоксикация
Метаболизм липидов
Метаболизм стероидов
Метаболизм гема
Депо Са
Метаболизм гликогена
Семейство цитохром Р450
HMG-CoA reductase
Cytochrome b(5)
Экспортный
домен
Экспорт белков и липидов в
секреторный путь
Sar1p, Sec12p, Sec16p
Ядерная
оболочка
Транспорт: ядерные поры
Заякоревание хроматина
POM121, GP210
Lamin B receptor
Контактные
зоны
Транспорт липидов
LTPs
Гл. ЭПР
TRAP, TRAM, BiP
Oligosaccharide transferase
PDI, Calnexin, Calreticulin,
EDEM, Derlin1
IP3 receptors

7.

Гладкий ЭПР
микросомы
Детоксикация
Метаболизм липидов
Метаболизм стероидов
Метаболизм гема
Депо Са
Метаболизм гликогена

8.

Биосинтез кортикоидных
гормонов в надпочечниках
Биосинтез
метаболитов
витамина Д в
почках
Биосинтез
желчных
кислот из
холестерола
Метаболизм
катехоламинов
внейроцитах
Изоформы
цитохрома Р450 в
печени, кишечнике,
надпочечниках
половых железах,
почках
Биосинтез окиси
азота из аргенина
Биосинтез
холестерина в
печени и кишечне
Биосинтез
полиненасыще
нных жирных
кислот
Метаболизм
витамина А
Детоксикация
ксенобиотиков,
канцерогенов,
лекарств в печени,
кишечнике, легких

9.

Детоксикация
Монооксигеназные реакции
Ко-факторы НАДФН НАДН Р450-редуктаза Р450

10.

Детоксикация

11.

Семейство супергенов Р450
Семейство
CYP1
Функции
метаболизм лекарств и стероидов (особенно
эстрогена)
3 подсемейства, 3 гена, 1 псевдоген
CYP2
метаболизм лекарств и стероидов
13 подсемейств, 16 генов, 16
псевдогенов
CYP3
метаболизм лекарств и стероидов (включая
тестостерон)
1 подсемейство, 4 гена, 2 псевдогена
CYP4
метаболизм арахидоновой кислоты
6 подсемейств, 12 генов, 10
псевдогенов
1 подсемейство, 1 ген
CYP5
CYP7
CYP8
CYP11
CYP17
CYP19
CYP20
CYP21
CYP24
CYP26
CYP27
CYP39
CYP46
CYP51
Состав
синтез тромбоксана A2
биосинтез желчных кислот, участие в метаболизме
2 подсемейства, 2 гена
стероидов
различные
2 подсемейства, 2 гена
биосинтез стероидов
2 подсемейства, 3 гена
биосинтез стероидов, 17-альфа гидроксилаза
1 подсемейство, 1 ген
биосинтез стероидов (ароматаза, синтезирующая
1 подсемейство, 1 ген
эстроген)
не установлены
1 подсемейство, 1 ген
биосинтез стероидов
2 подсемейства, 1 ген, 1 псевдоген
биодеградация витамина D
1 подсемейство, 1 ген
гидроксилирование ретиноловой кислоты
3 подсемейства, 3 гена
различные
3 подсемейства, 3 гена
7-альфа-гидроксилирование 24-гидроксихолестерола
1 подсемейство, 1 ген
холестерол 24-гидроксилаза
1 подсемейство, 1 ген
биосинтез холестерола
1 подсемейство, 1 ген, 3 псевдогена

12.

13.

Синтез липидов (стероидных гормонов на гл. ЭПР)

14.

Депо Са 2+
Калретикулин Калнексин Калсеквестрин

15.

Депо Са 2+

16.

Депо Са 2+

17.

glycogen synthase kinase

18.

Синтез гликогена.
гликогенсинтаза
глюкантрансфераза

19.

Синтез гликогена.
гликогенин
гликогенсинтаза
гликогенфосфорилаза
глюкантрансфераза
Амило-α1,6-глюкозидаза

20.

Регуляция синтеза гликогена

21.

ЭПР и синтез гликогена

22.

Форма ЭПР.

23.

Форма ЭПР.

24.

Lnp-1-GFP
DP1/REEP/Yop1
ретикулоны

25.

26.

Атластин

27.

28.

Взаимодействие с микротрубочками

29.

TAC - tip attachment complex

30.

Форма ЭПР.
Белки
животные
Пласты
Climp63, p180,
kinectin,
органеллы
Слияние тубул
Образование тубул
Рост ЭПР
дрожжи
растения
Atlastin
Sey1 p
RHD3
Reticulons
DP1
Lunapark family
Lnp1p
RTN1
Yop1p
Reticulons
DP1
STIM1 (TAC)
Rab10
She3p,
Myo4p
TAC (STIM1,
EB1) кинезин
спастин

31.

Гранулярный ЭПР. Синтез белка.

32.

33.

Сигнальная
последовательность
белок
последовательность
Preproalbumin
Met-Lys-Trp-Val-Thr-Phe-Leu-Leu-Leu-Leu-PheIle-Ser-Gly-Ser-Ala-Phe-Ser ↓ Arg . . .
Pre-IgG light
chain
Met-Asp-Met-Arg-Ala-Pro-Ala-Gln-Ile-Phe-GlyPhe-Leu-Leu-Leu-Leu-Phe-Pro-Gly- Thr-Arg-Cys
↓ Asp . . .
Prelysozyme
Met-Arg-Ser-Leu-Leu-Ile-Leu-Val-Leu-Cys-PheLeu-Pro-Leu-Ala-Ala-Leu-Gly ↓ Lys . . .

34.

Сигнальная
последовательность

35.

SRP-signal recognition particle

36.

SRP-signal recognition particle
7S RNA

37.

SRP

38.

19-14
54
68-72-19

39.

translocon-associated
translocating chain-associating
membrane protein

40.

Sec61
α
β
γ
Sec
Y
E
G

41.

αβγ
Котрансляционный перенос

42.

TRAP TRAM p180
Sec62, Sec63
translocating chain-associating
membrane protein
translocon-associated protein

43.

44.

Посттрансляционный перенос

45.

Белки мембран

46.

47.

48.

15 to 20

49.

50.

C-tail-anchored proteins
(tail-anchored proteins )
Golgi-to-ER trafficking
Target SNAREs (syntaxin), Vesicle SNAREs (synaptobrevin), Giantin (Golgi
tethering protein ), Sec61γ, Sec61β, Cytochrome b(5), Heme oxygenase I and II,
UBC 6 (ER degradation ), Bcl-2, Bax, Tom5, Tom6

51.

Сигнальная пептидаза

52.

BiP Hsp70
олигосахаридтрансфераза
Гликозидазы 1, 2
PDI-протеиндисульфидизомераза
Ero1p

53.

Первичное гликозилирование
12-14акт
Glc3Man9GlcNAс2
Asn-X-Ser/Thr

54.

Олигосахарилтрансферазный
комплекс

55.

Rft1p

56.

Калнексин
Калретикулин

57.

Образование дисульфидных связей
PDI
PDIs
Ero1
Prx4
PDI

58.

59.

60.

ERAD – ЭПР-ассоциированная деградация белков
sec61
Glc, glucose; Man, mannose; UDP, uridine diphosphate; EDEM –
UMP, uridine monophosphate.)
ER degradation-enchancing alfaПротеиндисульфидизомераза – ERp57
mannosidase-like protein

61.

EDEM –
ER degradation-enchancing
alfa-mannosidase-like protein
19S

62.

Endoplasmic-reticulum-associated protein degradation (ERAD)
Cdc48

63.

64.

1. Неправильно сложенный
белок взаимодействует с
Hrd1. Димеризация за счет
Usa1
2-3. Hrd1
самоубиквитинируется,
что приводит к
связыванию Cdc48 ATPазного комплекса (Cdc48
кофакторы Npl4 и Ufd1)
4. Гидролиз АТР
Cdc48 вызывает
конформационные
изменения Hrd1,
что стимулирует
транслокацию
5. Hrd1 убиквитинирует
субстрат.
6. Hrd1 убиквитинирует
субстрат.

65.

66.

BiP
PERK
IRE1
ATF6
BiP
BiP
ЭПР
UPR unfolded protein response
ATF6 (activating transcription factor 6)
IRE1 (inositol requiring 1),
PERK/PEK (PKR-like endoplasmic reticulum kinase/pancreatic eIF2a kinase),
bZIP (basic leucine zipper) domain-containing transcription factors

67.

IRE1
ATF6
BiP
BiP
PERK
BiP
ЭПР
UPR unfolded protein response
ATF6 (activating transcription factor 6)
IRE1 (inositol requiring 1),
PERK/PEK (PKR-like endoplasmic reticulum kinase/pancreatic eIF2a kinase),
bZIP (basic leucine zipper) domain-containing transcription factors

68.

UPR unfolded protein response
ATF6 (activating transcription factor 6)
IRE1 (inositol requiring 1),
PERK/PEK (PKR-like endoplasmic reticulum kinase/pancreatic eIF2a kinase),
bZIP (basic leucine zipper) domain-containing transcription factors