Apparato del Golgi

Glicosilazione delle proteine

La glicosilazione delle proteine avviene grazie ad enzimi differenti di ogni cisterna. Ogni cisterna ha enzimi differenti, ed è per questo che non sono comunicanti. Le glicoproteine sono trasportate attraverso delle vescicole. A seconda del tipo di glicoproteina, questa ha una funzione diversa e potrebbe andare a formare il glicocalice.

La glicosilazione è una modificazione post traduzionale. La sintesi proteica è stata rilasciata ma non è completa, ha bisogno della glicosilazione, per cui viene attaccato un residuo glucidico per essere funzionale. Può essere agganciato o nel reticolo endoplasmatico rugoso e poi al Golgi, o direttamente nel Golgi.

Perché è presente la glicosilazione?

1. Per un ripiegamento corretto che ne va a determinare la funzionalità.
2. Protezione (da proteasi) ed aumenta la solubilità della molecola proteica (maggiore stabilità).
3. Permette alla cellula di scartare le proteine che non sono correttamente ripiegate.

Il principio di riconoscimento avviene sulla base della presenza o meno di un particolare residuo di glucosio sulla struttura glicosidica;

1. riconoscimento e adesione cellula-cellula e cellula-matrice.

2 tipi di glicosilazione:

• n-glicosilazione: meccanismo di azione generico, vengono aggiunti zuccheri e nel Golgi diventa proteina-specifico grazie agli zuccheri. Ha inizio nel RER, poi prosegue in modo proteina-specifico nel Golgi. Come sito di attacco ha una catena glucidica standard a livello dell'atomo di azoto di una catena laterale di asparagina.

Meccanismo di azione ---> Nel RER inizia con l'aggiunta di un precursore contenente 14 residui glucidici all'atomo di azoto di una asparagina. il precursore contiene molecole di glucosio, mannosio e N-acetil glucosammina. L'enzima glicosiltransferasi attacca la catena oligosaccaridica alla catena laterale di una asparagina facente parte di una sequenza asn-x-ser or asn-x-thr ---> x è un qualsiasi amminoacido diverso.idrossilisina. Durante questo processo, viene aggiunto un singolo carboidrato alla volta, e solitamente il numero di zuccheri legati è limitato a pochi residui. La O-glicosilazione ha un meccanismo di azione altamente specifico e serve a marcare le proteine per la loro destinazione futura. Questo processo avviene nel compartimento cellulare del cis-Golgi, dove gli zuccheri vengono legati alle catene laterali di serina, treonina o idrossilisina tramite l'atomo di ossigeno. Una volta che la proteina è stata O-glicosilata, assume la corretta conformazione e viene traslocata nell'apparato di Golgi. Qui, verranno rimossi i residui di mannosio e la proteina subirà ulteriori glicosilazioni O-linked. In sintesi, la O-glicosilazione è un processo importante per la corretta funzione delle proteine e per la loro localizzazione all'interno della cellula.

idrossilisina. Si chiamano così, rispettivamente n e o glicosilazione perché nella n-linked ---> N = atomo di azoto; nella o-linked ---> O = atomo di ossigeno. Differiscono per: meccanismo di azione e compartimento cellulare in cui si svolgono.

Se ogni cisterna è separata dalle altre, come avviene il movimento delle proteine dalle cisterne cis a quelle trans?

Esistono 2 teorie:

1. Le proteine e i lipidi si muovono veicolati da vescicole che li trasportano da una cisterna all’altra;
2. Le cisterne maturano “trasformandosi” nella cisterna successiva.

L’individualità delle cisterne è garantita dal movimento retrogrado che riporta indietro gli enzimi che appartengono alle cisterne precedenti.

Le microvescicole di trasporto gemmano dalla cisterna trans e possono:

Da quanto detto è chiaro che la cellula eucariota è sede di un intenso traffico di vescicole. Tale traffico di vescicole NON è caotico, ma:

1. Guidato da

elementi del citoscheletro che fungono da binari; 2. Organizzato in modo da mantenere le dimensioni della membrana; 3. Strutturato in modo da garantire il ruolo di veicolatori delle vescicole. Come per un palloncino, per essere deformato deve avere una forza che ne destabilizza l'equilibrio, lo stesso principio vale per la deformazione delle membrane. Qualcosa deve forzare l'equilibrio per rendere la membrana in quel modo. Entra quindi in gioco la clatrina: la clatrina consiste di sei catene polipeptidiche (tre grandi e tre piccole), che formano strutture note come triskelion ---> i trischelion polimerizzano a formare elementi esagonalie pentagonali, chiamati canestri o panieri di clatrina. Vi è quindi la formazione di una vescicola, con un rivestimento di clatrina ---> l'assemblaggio di essa provoca la deformazione della membrana. Come avviene la formazione della vescicola rivestita di clatrina? 1) riconoscimento tra le molecole da importare (ligando) con gli

specifici recettori presenti sulla membrana plasmatica; legame con le adattine;

legame con la clatrina. Accumulo dei recettori + ligando in punti specifici della membrana, noti come fossette rivestite da clatrina;

formazione della vescicola endocitotica rivestita da clatrina (mediata da elementi citoscheletrici actinici);

perdita del rivestimento di clatrina;

la clatrina è riciclata da un'altra vescicola.

Trasporto vescicolare: i meccanismi di formazione delle vescicole e fusione delle membrane sono essenzialmente gli stessi, indipendentemente dalle strutture coinvolte.

Trasporto vescicolare per endocitosi ed esocitosi.

Per quanto riguarda le proteine di rivestimento, non c'è solo la clatrina, ma ci sono 3 famiglie di proteine di rivestimento (coating proteins).

Ognuna di esse è coinvolta in trasferimenti diversi:

Apparato del Golgi – Riciclo vescicole RER-CIS Golgi

TRASPORTO ANTEROGRADO: gemmazione delle vescicole dal RER mediata da COP-II

(COATPROTEINS TYPE II. O COATOMERI-II) che poi ritornano al RER.

TRASPORTO RETROGRADO: le vescicole arrivano al cis- Golgi e scaricano il materiale. Dal cis vengono riciclate al RER. la gemmazione di tali vescicole è mediata dalle proteine di rivestimento del tipo COP-I (COATOMERI-I).

La destinazione delle vescicole di trasporto è mediata da coppie specifiche di proteine transmembrana v-SNARE e t-SNARE; vi sono oltre 20 coppie complementari di proteine appartenenti alla famiglia SNARE (v-SNARE e t-SNARE).