Regolazione del trasporto RE-Golgi

Regolazione del trasporto RE-Golgi

Quando il cargo è troppo grande per essere incluso in una vescicola sferica, come nel caso del procollagene, si formano vescicole tubulari. Ci sono dei fattori che aumentano il tempo di stabilità di sar1 sulla vescicola, che fa aumentare il reclutamento di proteine che formano COPI e che inibiscono il processo di fissione.
NB: Non tutte le proteine che si trovano nel reticolo endoplasmatico devono necessariamente proseguire il loro viaggio verso l’apparato di Golgi. Esistono, infatti, due meccanismi fondamentali che permettono alla cellula di riportare indietro le proteine che devono risiedere nel RE: la ritenzione e il recupero.
La ritenzione avviene in maniera passiva. Alcune proteine vengono trattenute nel RE attraverso meccanismi di clustering, cioè aggregazioni fisiologiche, che risultano incompatibili con l’inserimento nelle vescicole destinate al trasporto. In questo modo, non lasciano mai il reticolo.
Il secondo meccanismo, quello di recupero, è invece attivo e fondamentale. Alcune proteine sfuggono temporaneamente al RE, ad esempio durante un ciclo di trasporto, ma vengono poi riconosciute e riportate indietro. Questo è reso possibile dalla presenza di specifiche sequenze segnale: nelle proteine solubili troviamo il motivo KDEL, mentre nelle proteine transmembrana è presente la sequenza KKXX, localizzata nel dominio citosolico.
Entrambe vengono riconosciute da recettori specifici, che facilitano il loro reinserimento verso il RE.
Il recupero può avvenire direttamente dall’apparato di Golgi, oppure attraverso una stazione intermedia chiamata ERGIC, (ER-Golgi Intermediate Compartment). Questo compartimento rappresenta un crocevia tra RE e Golgi, ed è qui che le proteine destinate al recupero possono essere identificate.
Nell’ERGIC non solo si trovano le proteine che sono sfuggite al controllo, ma anche molecole mal ripiegate che non dovrebbero essere lì.
Ci sono proteine che gemmano dal RE, grazie al rivestimento di COPII altre che risiedono nel reticolo, e che, dal compartimento intermedio tornano indietro in vescicole rivestite con COPI grazie ad un recettore che riconosce il segnale KDEL.

Trasporto retrogrado

Il trasporto retrogrado (verso il RE) avviene grazie a vescicole rivestite da COPI, il cui ruolo è speculare a quello di COPII. Il rivestimento COPI è costituito da un complesso eptamerico, detto coatomero, già preassemblato nel citosol ma in forma inattiva.
L’attivazione avviene per mezzo della proteina ARF, una GTPasi che, una volta legata al GTP, induce un cambiamento conformazionale del coatomero rendendolo capace di legarsi alla membrana e avviare l’assemblaggio della vescicola. Dopo che la vescicola ha svolto la sua funzione e ha consegnato il contenuto, è necessario rimuovere il rivestimento. Questo processo è più rapido rispetto a quello delle vescicole COPII, grazie all’idrolisi del GTP legato ad ARF1 ad opera della sua proteina GAP, che innesca il disassemblaggio del rivestimento.
Questo meccanismo di “recupero selettivo” garantisce che le proteine residenti nel RE, fondamentali per la qualità e il controllo del folding proteico, possano essere sempre disponibili nel loro compartimento d’origine, anche se accidentalmente trasportate altrove.