Importazione delle proteine nel reticolo endoplasmatico ruvido e modifiche post-traduzionali

SISTEMA RECETTORIALE

segnale che verrà riconosciuta da un che guiderà il ribosoma a raggiungere localizzazione su faccia esterna reticolo.

La localizzazione del ribosoma sul reticolo avviene mentre la sintesi EVENTO proteica è in corso: la compartimentalizzazione è un COTRADUZIONALE, avverrà in contemporanea a sintesi proteica, non ancora terminata.

La maggior parte delle proteine che saranno importate nel reticolo presenta una sequenza segnale localizzata a livello dell'estremità ammino-terminale, la prima estremità che uscendo da ribosoma viene subito riconosciuta.

Questa sequenza segnale, che spesso è a livello estremità N-terminale, è ricca di amminoacidi idrofobici e in una zona poco distante di amminoacidi carichi, come lisina (+) e acido glutammico (-).

IMPORTAZIONE DI PROTEINE SOLUBILI

1. SEQUENZA SEGNALE A LIVELLO ESTREMITÀ N-TERMINALE

Nel momento in cui proteina inizia sua sintesi nel ribosoma, la

sequenzasegnale all'estremità N-terminale, è la prima ad essere esposta all'esternoSRP,del ribosoma e viene riconosciuta da una proteina chiamataPARTICELLA DI RICONOSCIMENTO DEL SEGNALE, che riconosce la sequenzasegnale specifica per il reticolo endoplasmatico.La particella di riconoscimento del segnale (SRP) ha una duplice funzione:

• Riconoscimento e legame della sequenza segnale della proteina
• Legame anche con la subunità maggiore del ribosoma SEGNALE DI

Il legame tra la SRP e la subunità maggiore del ribosoma è unSTOP TRANSITORIO per la sintesi proteica: induce uno stop transitorionecessario per portare il ribosoma a livello del RER e affinché proteina nonsia completamente sintetizzata e rilasciata nel citosol, ma continui suasintesi nel RER. La particella SRP che avvolge lasubunità maggiore delribosoma è riconosciuta da unRECETTORE PER SRP localizzato edesposto su versante citosolicomembrana del.reticolo. Questo recettore per SRP si lega a particella SRP e quando ribosoma viene correttamente attaccato alla membrana del RER, il recettore SRP diventa il TRASLOCATORE, affine ad un'altra proteina transmembrana del reticolo, che consentirà la traslocazione della proteina all'interno. Quindi, dopo il legame tra SRP e suo recettore, con ribosoma che ha stoppato sintesi proteica, il recettore si lega anche al traslocatore di SEGNALE membrana. Il legame tra il recettore SRP e il traslocatore è un che ha un duplice effetto: induce il rilascio della proteina SRP dal ribosoma ed il legame tra sequenza segnale e traslocatore. Nel momento in cui la particella SRP si distacca dalla subunità maggiore del ribosoma si ha la ripresa della sintesi proteica. Il traslocatore si lega alla sequenza segnale, lasciata ora libera dalla particella SRP, si apre e consente alla proteina di entrare dentro il lume del reticolo, ma solo se ha già ripreso sintesi proteica. La sequenza segnalerimane legata a traslocatore fino a che proteina non sarà completamente sintetizzata, rilasciata e inserita all'interno del lume del reticolo. In seguito a completa localizzazione della proteina, l'enzima PEPTIDASI DEL SEGNALE andrà a tagliare l'estremità N-terminale rimuovendo la sequenza segnale e rilasciando la proteina nel lume, con il traslocatore che si chiuderà per iniziare un nuovo ciclo di traslocazione. IMPORTAZIONE DI PROTEINE TRANSMEMBRANA Le proteine transmembrana possono essere di diverso tipo: 1. MONOPASSO, se attraversano una sola volta la membrana 2. DOPPIOPASSO, se attraversano due volte la membrana 3. MULTIPASSO, se attraversano più volte la membrana 1. LOCALIZZAZIONE PROTEINE MONOPASSO Per compartimentalizzare una proteina multipasso ci sono due possibili strategie. La 1° strategia: la sequenza segnale è a livello dell'estremità N-terminale. Questa sequenza segnale viene riconosciuta prima dalla proteina SRP, poi

traslocatore e consente alla proteina di localizzarsi a livello del reticolo endoplasmatico. Oltre alla sequenza segnale N-terminale, queste proteine monopasso presentano un'altra sequenza segnale, la STOP DEL TRASFERIMENTO, contenente circa 20-25 amminoacidi idrofobici. La sequenza segnale consente di legare il traslocatore ed iniziare ad introdurre proteina all'interno del lume del reticolo, mentre la sequenza di stop del trasferimento va a bloccare il trasferimento a quel determinato livello: parte della proteina sarà stata introdotta dentro al lume, mentre l'altra parte sporgerà ancora nel versante citosolico. Dopo che la sequenza di stop del trasferimento avrà interrotto il trasferimento della proteina nel reticolo, agirà la peptidasi del segnale che rimuoverà la sequenza segnale N-terminale, così il traslocatore si aprirà e rilascerà la proteina. Questa è infatti una proteina transmembrana monopasso che

attraversamento si avrà l'estremità N-terminale sul versante reticolare e l'estremità C-terminale sul versante citosolico. La terza strategia: la sequenza segnale è costituita da un segnale di ancoraggio transmembrana. Questo tipo di sequenza segnale permette alla proteina di attraversare la membrana e di ancorarsi ad essa. La sequenza segnale transmembrana è composta da una regione idrofobica che attraversa la membrana e da regioni idrofiliche che si trovano sia sul versante citosolico che sul versante reticolare. In conclusione, l'attraversamento della membrana del reticolo endoplasmatico può avvenire attraverso diverse strategie, che dipendono dalla sequenza segnale presente nella proteina. Queste strategie permettono alla proteina di essere correttamente indirizzata e posizionata sulla membrana del reticolo endoplasmatico.

associazione l'orientamento opposto. È importante che la sequenza segnale essendo interna alla proteina non sarà rimossa, ma rimarrà all'interno e costituirà la porzione monopasso con cui proteina si inserirà all'interno della membrana del reticolo.

2. LOCALIZZAZIONE PROTEINE DOPPIOPASSO

Le proteine doppiopasso attraversano 2 volte la membrana attraverso due regioni idrofobiche, le due regioni transmembrana della proteina. In questo caso la sequenza segnale è interna alla proteina, e si lega sempre a particella SRP e poi al traslocatore riprendendo sintesi proteica. Vi è anche qui una sequenza di stop del trasferimento con amminoacidi idrofobici, ecco la proteina si assocerà a membrana reticolo sia con sequenza segnale interna che non sarà rimossa, ma anche con sequenza di stop del trasferimento.

3. LOCALIZZAZIONE PROTEINE MULTIPASSO

Le proteine multipasso attraversano n volte la membrana, con n non definito.

SPANNINGsuperiore a 10, per lo più a 7 domini trans-membrana, dettiDOMAIN PROTEINS. Le zone costituite da queste regioni trans membranaα-elichesaranno costituite da idrofobiche. La strategia di localizzazione delleproteine multipasso è quella dicontenere più sequenze segnale e piùsequenze di stop del trasferimento, tuttecon 20-25 amminoacidi idrofobici concui proteina si inserisce n volteall’interno del bilayer lipidico. Per terminare la localizzazione della proteina ci sarà una sequenza di stopdel trasferimento che non sarà però seguita da altre sequenze segnale, cheandrà a costituire l’ultima porzione della proteina all’interno dellamembrana.

GLICOSILAZIONE DELLE PROTEINE
A livello del reticolo endoplasmatico avvengono importanti modificazioniche determineranno la funzione definitiva della proteina.

GLICOSILAZIONELa è un tipo di modificazione che avviene al livello delGLICOPROTEINE,reticolo endoplasmatico.con la formazione di costituite in una minore parte da porzione saccaridica e in una parte maggiore dalla porzione proteica. La porzione saccaridica si può legare o a residui di treonina e serina o a residui di asparagina: TREONINA o SERINA. Se la porzione saccaridica si lega a residui di treonina o serina si parla di O-GLICOSILAZIONE, perché si legherà ad un gruppo ossidrilico -OH presente sulla loro catena laterale. Se la porzione saccaridica si lega a residui di asparagina si parla di N-GLICOSILAZIONE, perché si legherà ad un gruppo amminico presente sulla catena laterale. La O-glicosilazione avviene in parte nel reticolo endoplasmatico ma può avvenire anche a livello citosolico e comporta l'aggiunta di un singolo monosaccaride, o disaccaride, o di una piccola catena oligosaccaridica con non più di 10 residui amminoacidici. La N-glicosilazione avviene sempre a livello del reticolo endoplasmatico e comporta l'aggiunta di un numero di residui.

monosaccaridici anche maggioreai 20, e queste sono ramificazioni più complesse.

LA N-GLICOSILAZIONE A LIVELLO DEL RERA livello del reticolo endoplasmatico per la N-glicosilazione si avrà l’aggiunta di una catenaoligosaccaridica di 14 monosaccaridi con sempre la2 residui di N-ACETIL-stessa composizione:GLUCOSAMMINA, 9 residui di MANNOSIO e 3 residui diGLUCOSIO.

La proteina ha una sequenza specifica in cui èinserito un residuo di asparagina che da segnale perN-glicosilazione, perché non tutte asparaginepossono essere glicosilate, ma solo quelle cheSEQUENZA CONSENSO.risiedono in unaSe da traslocatore esce asparagina localizzata su una certa sequenzaconsenso, questa sarà riconosciuta da un enzima,l’OLIGOSACCARILTRANSFERASI, di norma associata a traslocatore.L'enzima oligosaccariltransferasi va a trasferire su gruppo amminico –NH2dell’Asparagina la ramificazione saccaridica di 14 monosaccaridi conlegame N-glicosidico.

ramificazione saccaridica viene trasferita già completamente formatasu residuo di Asparagina, e questa viene fornita da un lipide di membrana,il DOLICOLO, che attraverso un ponte con 2 gruppi fosfato lega questaramificazione saccaridica nel versante interno del RE.Questa ramificazione saccaridica si genera a livello della membrana del REassociata al Dolicolo, che verrà attivato da una fosforilazione, e la sintesi diquesta ramificazione inizierà prima sul versante citosolico dellamembrana del reticolo e poi sul versante luminale dove rimarrà per poiessere