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Page 723 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) IL POOL DI RIBOSOMI E’ UNICO LE PROTEINE ATTRAVERSANO LE MEMBRANE CON DUE DIFFERENTI MODALITA’ TRASLOCAZIONE CO-TRADUZIONALE TRASLOCAZIONE POST-TRADUZIONALE Signal sequence is both necessary and sufficient for import into ER Necessary Sufficient Translocation into the ER Sec61 is a hetero-trimeric complex composed of a, b, g subunits related to SecYEG SRP is a ribonucleoprotein complex composed of 7S RNA and numerous proteins binding of signal sequence is modulated by NAC a post-translational translocation pathway that makes use of Sec61 also exists; preproteins are maintained in a translocationcompetent form by Hsp70/Hsp40 SRP pathway is cotranslational; SRP mediates arrest of elongation until it docks with SRP receptor; translocation then proceeds through Sec61 SRP is the major pathway used for import into ER 10-7 NUMEROSI ELEMENTI SONO COINVOLTI NELLA TRASLOCAZIONE CO-TRADUZIONALE 1. PEPTIDE SEGNALE 2. PARTICELLA SRP 3. RECETTORE DI SRP 4. TRASLOCONE 5. PEPTIDASI DEL SEGNALE IL PEPTIDE SEGNALE E’ UNA SEQUENZA IDROFOBICA 1. 15-45 AMMINOACIDI 2. DI REGOLA AMMINOTERMINALE 3. IDROFOBICA 4. IN GENERE RIMOSSA 5. SEQUENZA VARIABILE ESEMPIO: NH2-MMSFVSLLLVGILFWATEAEQLTKCEVFQ MOVIE SRP SRP E’ COSTITUITA DA 1 RNA E 6 PROTEINE B) La particella SRP Figure 12-39a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) COME SRP INTERAGISCE COL RIBOSOMA QuickTime™ and a TIFF (U ncompressed) decompressor are needed to see this pi cture. IL RECETTORE DI SRP E’ LOCALIZZATO SUL RER 1. PROTEINA TRANSMEMBRANA DEL RER 2. COSTITUITO DA 2 SUBUNITA’ (SRa ed SRb) 3. SI DISTACCA DA SRP CON IDROLISI DI GTP SRP SVOLGE 3 FUNZIONI 1 2 3 riconoscimento del segnale blocco della traduzione legame al recettore IL TRASLOCONE E’ UN CANALE COSTITUITO DA + puromicina TRAM+SEC61 IL TRASLOCONE SEC61 PUO’ TROVARSI IN UNA CONFIGURAZIONE CHIUSA O APERTA solco APERTO IL RIBOSOMA INTERAGISCE CON LE SUBUNITA’ DEL SEC61 LA PEPTIDASI DEL SEGNALE E’ UN ENZIMA CRITICO 1. ENZIMA LUMINALE DEL RER 2. VARIE SUBUNITA’ 3. RICONOSCE UN SITO ADIACENTE AL PEPTIDE SEGNALE RER E SER POSSONO ESSERE PURIFICATI Traslocazione di proteine “solubili” Figure 12-45 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Glicoforina LDL (R) Insulina (R) HA Proteine integrali di membrana sintetizzate nel RER hanno diverse topologie Cit. p450 CITOSOL Cit. b5 Asialo (R) Transferrina (R) Galattosil transf. Sialil transferasi Rodopsina b-adr. (R) Movie 12.6 L’orientamento degli aa carichi del peptide segnale determina la topologia della proteina: TIPO 2 La disposizione degli aa carichi nel peptide segnale determina la topologia della proteina: TIPO 1 LA TRASLOCAZIONE NEL RER DI ALCUNE PROTEINE PUO’ ESSERE POST-TRADUZIONALE LE PROTEINE NEL RER SUBISCONO MODIFICAZIONI 1. GLICOSILAZIONE (asparagine) 2. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO 3. OLIGOMERIZZAZIONE 4. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE 5. ARCHITECTURAL EDITING QUALITY CONTROL 1. GLICOSILAZIONE (asparagine) OT OLIGOSACCARIL TRANSFERASI RIBOFORINA I RIBOFORINA II PROTEINA 48kDa ASN-X-SER ASN-X-THR OLIGOSACCARIDE RER Glu CITOSOL DOLICOLO P DOLICOLO P P GlcNAc DOLICOLO P P GlcNAc Man Man GlcNAc 5 2 P P DOLICOLO Man GlcNAc 9 2 P P DOLICOLO Man GlcNAc 3 9 2 P P DOLICOLO 2 2 5 Ser/Thr X Asn = N-Acetilglucosamina = Mannnosio Man = Galattosio Gal = Acido sialico = Glucosio Glu GlcNAc NANA Ser/Thr RER X Asn Ser/Thr X Asn GOLGI Elaborazione degli oligosaccaridi N-Linked nel RER 2. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO PDI (PROTEINA DISOLFURO ISOMERASI) AMBIENTE NON RIDUCENTE IDROLISI DI ATP 3. OLIGOMERIZZAZIONE ALCUNE PROTEINE SONO COSTITUITE DI PIU’ SUBUNITA’. LE SUBUNITA’ SI ASSOCIANO NEL RER. L’OLIGOMERIZZAZIONE E’ SPESSO INDISPENSABILE PER USCIRE DAL RER. 4. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE LE 3 MOLECOLE DI GLUCOSIO VENGONO RIMOSSE DALL’OLIGOSACCARIDE PRIMA CHE LA PROTEINA ESCA DAL RER. 5. ARCHITECTURAL EDITING QUALITY CONTROL NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO SONO PRESENTI NUMEROSE PROTEINE CHE SVOLGONO FUNZIONI DI CHAPERONI O CHAPERONINE. QUESTE PROTEINE: 1. INTERVENGONO NEL RIPIEGAMENTO DELLE PROTEINE IN TRANSITO. 2. IMPEDISCONO CHE PROTEINE NON CORRETTAMENTE RIPIEGATE ESCANO DAL RER. ESEMPI: BiP - CALNEXINA - CALRETICULINA - HSP70 DURANTE LA TRASLOCAZIONE NEL RER LE PROTEINE SI LEGANO A CHAPERONI E SI RIPIEGANO 2001 L’ESEMPIO DELL’EMOAGGLUTININA (HA) C’E’ UNA RELAZIONE TRA GLICOSILAZIONE E RIPIEGAMENTO The Unfolded Protein Response (UPR) Nucleus UPRE UPR genes S1P/S2P – BiP,PDI,SCJ1 XBP-1 – BiP, CHOP – ERAD (ER-ass. degradation) – XBP1 –XBP1 Phospholipid Synthesis mRNA – Lipogenesis ATF6 IRE Golgi ER Unfolded protein © Sabine Schnyder 2005 BiP Figure 12-55a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) PROTEINE DEL RER RIPIEGATE MALE POSSONO ESSERE RETROTRASPORTATE E DEGRADATE LA SINTESI DI LIPIDI AVVIENE SUL RE Per quanto riguarda i lipidi delle membrane dei mitocondri, essi sono in parte sintetizzati in loco e in parte derivano da siti di assemblaggio a livello del reticolo endoplasmatico, con passaggio mediato da proteine di trasferimento (o proteine di scambio dei lipidi). La membrana esterna ha composizione in lipidi del 50% e presenta colesterolo; pertanto è simile a quella del RE. Composizione della membrana interna e delle creste La membrana interna ha un alto contenuto in proteine (circa il 70%).Ha similitudini con la membrana dei batteri: è priva di colesterolo, presenta cardiolipidi. La cardiolipina è un lipide che rappresenta il 20% circa delle molecole della membrana interna mitocondriale. La cardiolipina è responsabile della forte impermeabilità della membrana interna ai protoni.
