COME ESCONO LE PROTEINE DAL TGN?
MODALITA’ DI SECREZIONE DI PROTEINE
La secrezione
ESOCITOSI
•Le cellule espellono prodotti di scarto o particolari prodotti di
secrezione mediante la fusione di vescicole con la membrana
plasmatica.
•L’esocitosi determina l’incorporazione della membrana della
vescicola secretoria nella membrana plasmatica. Questo
costituisce un meccanismo primario di accrescimento della
membrana plasmatica.
SECREZIONE DI PROTEINE
lipide di
membrana
proteina
solubile
SECREZIONE
COSTITUTIVA
proteina di
membrana
TGN
segnale
SECREZIONE
REGOLATA
SECREZIONE DI PROTEINE
COSTITUTIVA
una volta formatasi la
vescicola viene
immediatamente
rilasciata dalla membrana
che l'ha originata per
fondersi con la membrana
citoplasmatica per
l'espulsione.
• tutte le cellule
• continua
• non accumulo di
vescicole
• vescicole a vita
breve
• stimolo non
necessario
• non concentrazione
REGOLATA
le vescicole prima di essere
rilasciate definitivamente,
attendono una ulteriore
segnalazione
• cellule specializzate
• discontinua
• accumulo di vescicole
• vescicole a vita lunga
• stimolo necessario
• concentrazione
I GRANULI DI SECREZIONE MATURANO
TAGLIO PROTEOLITICO
ALCUNE PROTEINE, NEL CORSO DELLA SECREZIONE,
SUBISCONO UN TAGLIO PROTEOLITICO.
pro-opiocortina
Perché?
Alcuni peptidi nella loro
forma finale sarebbero
troppo piccoli per la
traduzione nel RER e per
subire altre trasformazioni
(i.e glicosilazione)
SEGNALI DI INDIRIZZO DI PROTEINE
ALLA VIA SECRETORIA
COSTITUTIVA
REGOLATA
Aggregazione: pH e Ca++
Nessun segnale
Ponte disolfuro: CgB, POMC
Sito di taglio di proteasi:
Prorenina
Carbossipeptidasi E: Proinsulina
and Proencefalina
Carbossi terminale: PC2
POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI
GIUNZIONE
TIGHT
MEMBRANA
APICALE
MEMBRANA
BASOLATERALE
POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI E
NERVOSE
ASSONE
APICE
BASE
DENDRITI
MEMBRANA APICALE
VESCICOLE
GOLGI
VESCICOLE
RER
MEMBRANA BASOLATERALE
SEGNALI DI INDIRIZZO POLARIZZATO
IN CELLULE EPITELIALI
Basolateral
Le proteine di membrana destinate alla
membrana basolaterale contengono segnali
nella loro coda citoplasmatica. Due tali segnali
sono noti, uno contiene una caratteristica
tirosina conservata e l’altro due leucina
adiacenti. Quando presenti in un contesto
strutturale adeguato questi amminoacidi sono
riconosciuti da proteine di rivestimento che li
impacchettano in apposite vescicole di
trasporto della rete trans Golgi. Gli stessi
segnali basolaterali che sono riconosciuti nella
rete trans Golgi funzionano anche in endosomi
per reindirizzare le proteine alla membrana
plasmatica basolaterale dopo che sono stati
endocitati.
SEGNALI DI INDIRIZZO POLARIZZATO IN CELLULE
EPITELIALI
Apicale
La membrana plasmatica apicale della maggior parte delle
cellule è notevolmente arricchita in glicosfingolipidi, che
aiutano a proteggere la superficie esposta a danni dagli
enzimi digestivi e basso pH in siti come lo stomaco o il
lume intestinale. Proteine di membrana legate al doppio
strato lipidico da un glicosilfosfatidilinositolo (GPI) si
trovano anche besse esclusivamente nella membrana
plasmatica apicale.
Apparentemente le Proteine ancorate a GPI sono dirette
alla membrana apicale perché associano con i
glicosfingolipidi in zattere lipidiche che si formano nella
membrana del trans Golgi. Le proteine di membrana con
segmenti trans-membrane particolarmente lunghi
preferenzialmente si trovano nei raft lipidici e diventare
quindi (more ...)
Dopo aver selezionato un unico insieme di molecole cargo,
le zattere organizzate nel trans Golgi danno origine a
vescicole di trasporto destinate alla membrana plasmatica
apicale.
vescicole
basolaterali
vescicole
apicali
SORTING DIRETTO
endosomi
basolaterali
SORTING INDIRETTO
Minuscoli vescicole uniformi si trovano solo nelle cellule nervose e in alcune cellule
endocrine, conservano e secernono piccole molecole di neurotrasmettitori.
L'importazione di neurotrasmettitore direttamente nelle piccole vescicole endocitiche
che si formano dalla membrana plasmatica è mediato da proteine di trasporto di
membrana che funzionano come antiporti, guidate da un gradiente di H + mantenuto
da pompe protoniche nella membrana delle vescicole.
Endocitosi
… e non dimentichiamo i virus!!!!!
Receptor-mediated endocytosis
non solo clatrina
La membrana plasmatica
Le Membrane cellulari:
Zone specializzate
Domini raft e caveole
i microdomini raft, regioni in cui
predominano alcuni lipidi
In alcune zone della membrana,
esistono delle regioni, le caveole
(invaginazioni delle membrane
plasmatiche) caratterizzate dalla
presenza di proteine denominate
caveoline
le caveoline interagiscono con molecole
segnale e costituiscono l’impalcatura per
organizzare i preassemblati complessi
della segnalazione (Ras, src, proteine G,
PKC e RhoA.
Regione non specializzata
Lipid raft
La membrana plasmatica contiene “rafts
lipidici” arricchiti in sfingolipidi,
colesterolo ed alcune proteine di
membrana. Rafts lipidici pottrebbero
mediare lo smistamento (“sorting”) di
glicosfingolipidi e proteine ancorate
mediante GPI alla membrana plasmatica
apicale
•La membrana plasmatica apicale di
molte cellule è enormemente arricchita
di glicosfingolipidi che aiutano a
proteggere questa superficie esposta
dal danno ad esempio provocato dagli
enzimi digestivi e pH acido in siti come
lo stomaco o il lume dell’intestino.
Anche proteine della membrana
plasmatica che sono legate al bilayer
lipidico da un àncora di
glicosilfosfatidilinositolo (GPI), si
trovano esclusivamente nella
membrana plasmatica apicale.
Le caveole (prendono il nome dalla
proteina che le origina, la caveolina) sono
microdomini presenti nelle membrane
biologiche caratterizzati da una peculiare
composizione lipidica. In particolare sono
ricchi in colesterolo e sfingolipidi.
Rappresentano delle frazioni di
membrana importanti nella generazione
e modulazione dei segnali intracellulari.
Le caratterizzazione delle caveole
(conosciute anche con il nome di rafts)
avviene mediante anticorpi specifici,
come quelli diretti contro caveolina-1,
tipico marcatore di queste ultrastrutture.
Permettono l'attraversamento delle
membrane capillari a molecole specifiche
(anticorpi, fattori del complemento,
fattori della coagulazione), che non sono
in grado di attraversarle in altro modo (ad
esempio per filtrazione o diffusione).
Il trasporto del colesterolo
Cholesterol is
synthesized in the
liver and is ingested
in food. To get into
cells, cholesterol
which is insoluble in
water (the aqueous
phase of blood),
must be transported
by carriers. LDL (lowdensity lipoprotein)
particles serve this
function as transport
vesicles for cells.
Il trasporto del Ferro
