Mappe di biochimica applicata

Processi di sintesi e trasporto delle proteine nel reticolo endoplasmatico

Il reticolo endoplasmatico è coinvolto in diversi processi cellulari legati alla sintesi e al trasporto delle proteine. Alcuni dei principali eventi che avvengono all'interno del reticolo endoplasmatico includono:

• Sintesi completa delle proteine con l'ausilio del BIP e l'ADP
• Apertura delle poroproteine G per consentire il passaggio delle proteine
• Glicosilazione delle proteine con l'aggiunta di acetilglucosammina e glicosil-fosfatidil-inositolo
• Trasporto delle proteine dal reticolo endoplasmatico al Golgi
• Interazione tra il tRNA e l'mRNA durante la sintesi proteica
• Blocco della sintesi proteica quando la sequenza C-terminale contiene l'istidina-aspargina-glutammina-leucina
• Presenza di chaperon molecolari come la PDI per garantire la corretta piegatura delle proteine
• Proteine residenti nel reticolo endoplasmatico che si legano a enzimi glicosilaz in prossimità dei pori
• Trasporto retrogrado dal Golgi al reticolo endoplasmatico
• Trasporto anterogrado dal reticolo endoplasmatico al Golgi
• Presenza di due complessi TRAP per il trasporto delle proteine dal reticolo endoplasmatico al Golgi
• Blocco dell'ingresso delle proteine quando la sequenza di stop delle proteine contiene una sequenza transmembrana
• Posizionamento delle proteine transmembrana all'interno della membrana tramite il complesso sec61
• Numero variabile di passaggi attraverso la membrana per le sequenze transmembrana
• Posizionamento delle proteine sintetizzate in modo co-traduzionale tramite il corecettore SRP
• Destinazione delle proteine nel lume del reticolo endoplasmatico
• Glicosilazione delle proteine con l'aggiunta di zuccheri
• Presenza di una zona segnale nel citosol per l'integrazione nella membrana
• Posizionamento degli amminoacidi idrofobici nella membrana e degli amminoacidi polari alle estremità tramite il complesso sec61
• Elemento discriminatorio per il riconoscimento delle proteine da parte del complesso sec61
• Presenza di residui carichi positivamente o negativamente nelle proteine

trasferimento proteine altre strutture

sporgere nel citosol sintetizzata in precedenza proteine in membrana

proteina con seq interna formaz canali BIP + ATP

portarle in membrana

complesso ribosomale sintesi + seq segnale farle rimanere

blocco sintesi sequenza di stop secrez proteina batterica SecA

taglio seq segnale

posiz membrana apertura laterale poro BIP

nel lume N term calnexina-calreticulina

proteina con segnale N term segnalatori maturaz

verso l'esterno C term disolfuro isomerasi

ancoraggio codalipidica N-acetilglucosamminalegata in membrana

taglio proteolitico

fosfolipasi cN glicosilaz all'ancora x GPI

proteine G legate in membrana

trasportata sottoforma di vescicola

reticolo-trans Golgi

trans Golgi-cis Golgi

cis Golgi-membrana plasmatica

legame con rec specific

sintesi fosfolipidi

verso porzione citosolica

associazione zuccheri

formazione legame acidi grassi con glicerolo 3 fosfato

in membrana tramite aciltransferasi

rimuovere fosfato

formazione diacilglicerolo

colina fosfotransferasi

colina +

fosfatosu diacilglicerolofosfotilcolinaprecursore x zuccheriflippasiportare lipidi in membranaasimmetria nella membranaa causa di flippasitrasporto nutrientida zona intermembrana a membranaresisstenza a farmaci tumoralirigettati fuoricon UDP-glucosio glicotransferasiriconosciuta da calnex legame nuovo glucosioconformaz irreversibile x n volteeliminaz erad proteina bloccatapoliubiquitinaz no folding corretto 2 N-Acetil-Glucosamminariciclato ramo zuccherino a livello del RE 9 mannosio su asparagina-aa qualsiasi-serina/treonina di proteina nascentesegnale eliminaz + ATP 3 glucosiodal lume al citosol traslocasi inversariciclo N-glucosammine BIPN-glicanasi base zuccherinariciclo mannosio 2 N acetil glucosamminaubiquitinate fosforilatoproteine 2 UDP/GTPproteasoma riconosciute da trasportatoresu dolicolo 2 fosfato 5 mannosio esposti nel lumerimox 2 glucosio 1 glicosilazione 4 mannosiorimoz 1 glucosio 2 3 glucosiorimoz 1 mannosio mannosidasi costruzione oligosaccaridiglicosidasilegame

calnexina-calreticulina condotte al golgi

zucchero permane inizia su citosol continua su lume

blocco trasf verso golgi poi legato a Asp

proteine verso golgi nel Golgi

non completato se zuccheri presenti completa rifornim zuccheri

BIP cambio configuraz zuccheri

proteina transmembrana controllo folding

calnexinanel lume associaz con PDI [Ca2+] per funzionare proteina solubile calreticulina

ancoraggio prot supporto interaz con residuo di glucosio nel RE

non foldate correttamente no legame gruppi prostetici

dove gemmano vescicole

nello stesso distretto riconoscimento del simile aggregati sovramolecolari apoptosi cell

trasporto retrogrado proteine senza KDEL approccio biotech

sopra soglia attivaz intracell

proteina transmembrana accumulo proteine ormoni all'interno seq x furina riconoscim nel golgi

geni x chaperon fatt trascr dominio N term ATF6 in RE sist di secrezione rilasciata

liberaz su citosolico proteasi su ATF6 dissociaz BIP

chinasi residente x proteine mal ripiegate

attivaz chinasi

transmembranaapoptosi se accumulo fosforila elF2alfa perk si trasforma in endoribonucleasix bassa espressione di BIPdiabete tipo 2 tagliaendoribonucleasiinositolo substrato rimuove intronechinasi inizialmente ire1 unione esoni mRNA attivo trad mRNAtrascr messaggero endonucleasi livelli accettabili proteina regolaz geni cod x chaperonine ripiegare proteinedimerizzazx ERAD sintesi chaperon attivaz XBP1 diversi tipidiversi tipi di membrana segnalatoridal lumeproteine racchiuse trasportate fusione membrana definitivaSNARE sistemi di riconoscimento estroflessione di membrana zona del reticoloRAB siti tRE secp12 organizzazmolto espresse elemento trasportatoADP inattive in citosol cargo rivestiti da COP2ATP 2 tipiattive formaz complessi ERGIC troppo grandiGEFnascosta con GDP rivestimento COP2coda lipidicain membrana con GTP GTPasi  maturazaffinità via secretoriaCOP2 Sar1 dal RE verso Golgi direzioniposizionamento in vescicole endosoma tardivo lisosomacambio conformazionale

attività ATPasica lento rilascio legate con coda GPI enzimi lisosomiali

struttura nuda 2 tipologie altre proteine no degradazione

associazione subunità triskelio vescicole indietro verso RE

media via retrograda rivestimento COP1 adattina

struttura sferica recupero elementi tira dinamina clatrina

endosoma precoce vescicola libera tornare in membrana

perdita endocitosi direzioni endosoma tardivo lisosoma

degradato cargo vescicola nuda rivestimento clatrina triskelio

riciclato recettore COP2 ATP generare strutture con sistemi cellulari

COP1 3 COP1 elemento disciolto clatrina

mutanti t-dipendenti contenere elementi utilizzo vescicole selezione mutanti tecniche genetiche

COP2-clatrina studio 2 ruoli principali far assumere struttura vescicolare

ripristino attività aggiunta DNA gen rivestimenti sentiti da target

organostrutturale perdita copertura elementi segnalazione

componenti di membrana fusione membrana destinazione

GFP microscopia a fluorescenza Arf assemblaggio COP1

induzione raggio laser

proteine G Sar1 assemblaggio COP2clatrina ?clatrina associaz subunità3 catenealto peso triskelibasso pesotriskeli12 esagoni6 pentagoniintorno membranaadattinamedia clatrinarec cargostruttura sfericadinaminaattività GTPasicatirare membranaliberaz vescicolevescicola nudaperditatrsiskelioadattinaendosoma precoceperdita cargolisosomieliminazrecettoremembrana plasmaticaGTPasi in citosolmolto espresseinattiveADPattive ATPGEFSar1 coda lipidicacon GDPnascostacon GTPin membranaCOP2 affinitàposizionamento in vescicoleattività ATPasica lento rilascioidrolisi GTPcambio conformazperde affinitàdisassemblastruttura nudaesposiz elementi x targeSNAREs complementari vescicole diverse fusione omotipica 7 aa ripetuti alfaeliche60-70 aaproteina virale gp120legame con rec x chemochine struttura supersecondaria 4 motivi SNAREdistacco proteina complessinella membrana ospite coda lipidica virus SNAREfusione rivestimento sulla vescicolaHIVingresso acido nucleico con

in organelli patologie umane zuccherifuoriuscita elementix AP3 aano costruz lisosomiBLOC1 riutilizzatiBLOC2 tipopolipeptidi differenze morfologiche lisosomi materialeBLOC3 mutaz geni hermanski pudlak quantitàstruttura coiled coil immunolocalizzazioneidentificazionesintaxina 13 precipitaz fosfato di piombo fosfatasi acidariciclo proteine membrana SNAP25 interaz con BLOC1 tramite vescicole clatrinamovimento su citoscheletro F actina lisosomi degradareendosoma precoce smistamentodifetti genetici endocitica riciclareno enzima demoliz GAG malattia di Hurler endosoma tardivo recuperomalattie da deposito lisosomaleno idrolasi lisosomali nei fibroblasti lisosoma degradazvie molecole da degradaresi nel sangue malattia da inclusioni cell autofagicamutaz GlcNAc-fosfo-trasferasi batteriofagocitosi recupero pHproteine di membranaAP3 indirizzate da sintetizzate su REtrasporto su TGN ves