Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις. των πρωτεϊνών



Σχετικά έγγραφα
Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις. των πρωτεϊνών. και. κυτταρική φυσιολογία

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΑ & ΔΙΑΛΟΓΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΕΙΣ 4 & 5 (29/2 & 2/3/2016)

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΑ & ΔΙΑΛΟΓΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΗ 4 (6/3/2013)

Η κυτταρική µετατόπιση των πρωτεϊνών

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΑ & ΔΙΑΛΟΓΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΕΙΣ 4 & 5 (3/3 & 6/3/2017)

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 08 : Βιολογικές μεμβράνες, μεμβρανικά διαμερίσματα, μεταφορά πρωτεϊνών Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΠΘ

Aναδίπλωση και επεξεργασία των πρωτεϊνών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10. Διαλογή και μεταφορά πρωτεϊνών Ενδοπλασματικό δίκτυο, συσκευή Golgi και λυσοσώματα

Kυτταρική Bιολογία ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ, ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΜΕ ΚΥΣΤΙΔΙΑ, ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΙΑ & ΑΥΤΟΦΑΓΙΑ ΔIAΛEΞΕΙΣ 6 & 7 (8 & 13/3/2017)

Περιοχές της συσκευής Golgi

Βιολογικές Μεμβράνες και Μεταγωγή Σήματος

Δομή και λειτουργία πρωτεϊνών. Το κύριο δομικό συστατικό των κυττάρων. Το κύριο λειτουργικό μόριο

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Δ.ΑΡΕΘΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11. Βιοενεργητική & Μεταβολισµός: Μιτοχόνδρια, Χλωροπλάστες & Υπεροξειδιοσώµατα

Κεφάλαιο 2ο ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ

Ρύθμιση της μετάφρασης. Η μετάφραση του mrna της φερριτίνης ρυθμίζεται από τη διαθεσιμότητα σιδήρου

οµή και Αναδίπλωση πρωτεϊνών

Ηλίας Ηλιόπουλος Εργαστήριο Γενετικής, Τμήμα Βιοτεχνολογίας, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

ρευστότητα (εξασφαλίζεται µε τα φωσφολιπίδια)

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 09 : Η εκκριτική οδός, μεταφορά με κυστίδια, λυσοσώματα. Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΠΘ

Τμήμα Βιολογίας Μάθημα: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ Γ εξάμηνο Διαλέξεις κάθε Τρίτη μ.μ. και Παρασκευή 11-13

7 η Έκδοση. Τα ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΟΣΩΜΑΤΑ

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 06 : Σύνθεση, αναδίπλωση, τροποποιήσεις και αποικοδόμηση πρωτεϊνών. Παναγιωτίδης Χρήστος Τμήμα Φαρμακευτικής ΑΠΘ

ΓENIKA ΣTOIXEIA. Η φυσιολογία του ανθρώπου μελετά τα χαρακτηριστικά και τους λειτουργικούς μηχανισμούς που κάνουν το ανθρώπινο σώμα ζωντανό οργανισμό.

Θέματα πριν τις εξετάσεις. Καλό διάβασμα Καλή επιτυχία

ΤΡΑΠΕΖΑ ΘΕΜΑΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΚΥΤΤΑΡΟ: Η ΘΕΜΕΛΙΩΔΗΣ ΜΟΝΑΔΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΘΕΜΑ Β 1. Η εικόνα απεικονίζει τμήμα μιας δομής του κυττάρου.

Κυτταρικά οργανίδια Μορφολογία-Σύσταση-Λειτουργία. Πεφάνη Δάφνη Επίκουρη καθηγήτρια, Ιατρική σχολή ΕΚΠΑ Μιχαλακοπούλου 176, 1 ος όροφος

Kυτταρική Bιολογία ΣΥΝΘΕΣΗ, ΑΝΑΔΙΠΛΩΣΗ, ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ & ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΔIAΛEΞΕΙΣ 8, 9 & 10 (15, 17 & 20/3/2017)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. Οργάνωση της ζωής βιολογικά συστήματα

ΣΥΝΘΕΣΗ ΣΦΙΓΓΟΛΙΠΙΔΙΩΝ & ΧΟΛΗΣΤΕΡΟΛΗΣ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ

Ενδοκυττάρια διαμερίσματα και επικοινωνία-μεταφορά πρωτεϊνών με κυστίδιαενδοκυττάρωση/εξωκυττάρωση

PROJECT:ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟ ΖΩΝΤΑΝΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΛΑΣΜΑΤΙΚΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ. Πετρολιάγκης Σταμάτης Τμήμα Γ4

Kυτταρική$Bιολογία$ ΔIAΛEΞΗ(6! (21!&!23/3/2012)! ΣΥΝΘΕΣΗ,(ΑΝΑΔΙΠΛΩΣΗ,( ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΕΙΣ(&(ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗ( ΤΩΝ(ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ(

ΒΟΤΑΝΙΚΗ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΦΥΤΟΥ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ-ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΒΙΒΛΙΟΥ ΤΟΥ ΜΑΘΗΤΗ

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ. Ημερομηνία: Κυριακή 23 Οκτωβρίου 2016 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ, ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ. Στοιχείο O C H N Ca P K S Na Mg περιεκτικότητα % ,5 1 0,35 0,25 0,15 0,05

Περιήγηση στο εσωτερικό του Κυττάρου. Φώτης Καρβέλης

ΠΤΡΗΝΑ ΣΟΤ ΚΤΣΣΑΡΟΤ: ΔΟΜΗ, ΛΕΙΣΟΤΡΓΙΑ, ΔΙΑΚΙΝΗΗ ΤΣΑΣΙΚΩΝ ΔΙΑΜΕΟΤ ΣΗ ΠΤΡΗΝΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ

Σύνθεση πρωτεϊνών και σημειακές μεταλλάξεις Γ. Παπανικολαόυ MD, PhD

Τα χημικά στοιχεία που είναι επικρατέστερα στους οργανισμούς είναι: i..

ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ Ι ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΥΤΤΑΡΟΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ. Παραδόσεις του μαθήματος γενικής παιδείας (Β λυκείου) Επιμέλεια: ΑΡΓΥΡΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Βιολόγος M.Sc. Καθηγητής 3 ου λυκ.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 15. Κυτταρική ρύθμιση. Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2011 Το κύτταρο-μια Μοριακή Προσέγγιση 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Η σύσταση των κυττάρων

Μάθηµα: Κίνηση πρωτεινών

Kυτταρική Bιολογία. Μιτοχόνδρια & Χλωροπλάστες - Τα Ενεργειακά Κέντρα των Ευκαρυωτικών Κυττάρων ΔIAΛEΞΕΙΣ 24 & 25 (27 /5/2016)

οµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης

ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΠΥΡΗΝΑ ΚΥΤΤΑΡΟΠΛΑΣΜΑ ΟΡΓΑΝΥΛΛΙΑ ΥΑΛΟΠΛΑΣΜΑ ΠΥΡΗΝΙΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΦΛΟΙΟΣ

KΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Χημική σύσταση του κυττάρου. Να απαντήσετε σε καθεμιά από τις παρακάτω ερωτήσεις με μια πρόταση:

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες

ΕΝΟΤΗΤΑ 14: Ο ΦΟΡΕΑΣ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ (DNA) 14.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Δοµή και Λειτουργία της Κυτταρικής Μεµβράνης Ε. Παρασκευά 0

Μετάφραση - Translation Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις

ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΑΚΡΟΘΡΕΠΤΙΚΑ (C, H, N, O) 96% ΜΙΚΡΟΘΡΕΠΤΙΚΑ (πχ. Na, K, P, Ca, Mg) 4% ΙΧΝΟΣΤΟΙΧΕΙΑ (Fe, I) 0,01%

ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ

ΜΕΜΒΡΑΝΙΚΑ ΛΙΠΙΔΙΑ, ΔΟΜΗ ΜΕΜΒΡΑΝΩΝ & ΣΥΝΘΕΣΗ ΛΙΠΙΔΙΩΝ

CAMPBELL REECE, ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΜΟΣ Ι, ΠΕΚ 2010

αποτελούν το 96% κ.β Ποικιλία λειτουργιών

Ποιες είναι οι ομοιότητες και οι διαφορές μεταξύ της αντιγραφής και της

Ρύθµιση κυτταρικής λειτουργίας. Μεταγωγή σήµατος

Βιολογικές μεμβράνες

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο Βιοχημική εξέλιξη

τα βιβλία των επιτυχιών

1. Εισαγωγή στο Κύτταρο

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ

ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ: αφαίρεση ενός μορίου νερού - σύνθεση ενός διμερούς ΥΔΡΟΛΥΣΗ : προσθήκη ενός μορίου νερού - διάσπαση του διμερούς στα συστατικά του

Μοριακή Bιολογία ΔIAΛEΞΕΙΣ OΔΟΙ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΥΚΑΡΥΩΤΙΚΗΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ

Συστήματα επικοινωνίας Ανθρωπίνου σώματος. ενδοκρινολογικό νευρικό σύστημα

ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΚΑΒΑΣ 1 ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΟΣ Μ.Δ.Ε

Ενδεικτικές απαντήσεις

ΣΥΝΟΨΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 10 : Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες ως τα ενεργειακά κέντρα των ευκαρυωτικών κυττάρων

ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ. Τα χημικά μόρια που οικοδομούν τους οργανισμούς

Μεταφορά µέσω κυστιδίων. (transport vesicles)

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ. Φατούρος Ιωάννης Αναπληρωτής Καθηγητής

ΘΕΜΑ 1ο Α. Στις ερωτήσεις 1-5, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΟΛΛΙΝΤΖΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ

Παθητική και ενεργητική μεταφορά μέσω μεμβρανών

ΙΑΤΡΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ (ΕΚΠΑ) ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚ.ΕΤΟΥΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ

ΠΡΟΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΥΔΩΝ ΤΕΦΑΑ/ΔΠΘ ΜΑΘΗΜΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΠΡΟΠΟΝΗΤΙΚΗΣ. Φατούρος Γ. Ιωάννης, Επίκουρος Καθηγητής

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

Η ΧΗΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 02/12/2012 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΔΟΜΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ. Fibrous - extended shape, insoluble (e.g. keratin, collagen, elastin) Globular

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 29 Σύνθεση πρωτεϊνών

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Γ. ΜΕΤΑ ΤΟ ΤΕΛΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΙΣΑΙ ΣΕ ΘΕΣΗ ΝΑ:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

οµή και λειτουργία των µεγάλων βιολογικών µορίων

Βιολογία Γενικής Παιδείας Β Λυκείου

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΚΑΤΑΤΑΚΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΟΥ ΕΤΟΥΣ

πρωτεϊνες νουκλεϊκά οξέα Βιολογικά Μακρομόρια υδατάνθρακες λιπίδια

ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ. Αρχαία Βακτήρια. Προκαρυωτικό κύτταρο: πυρηνοειδές. Πρώτιστα Μύκητες Φυτά Ζώα. Ευκαρυωτικό κύτταρο: πυρήνας

ΤΑ ΜΟΡΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Τι γνωρίζετε για τους υδατάνθρακες;

Transcript:

Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις των πρωτεϊνών

Στερεοδιαμόρφωση των πρωτεϊνών

Η δομή των πρωτεϊνών εξαρτάται από την αμινοξική τους αλληλουχία Η πρωτεϊνική δομή ξεκινάει από δημιουργία α-ελίκων και β-φύλλων. Στη συνέχεια διαμορφώνονται οι πρωτεϊνικές δομικές και λειτουργικές μονάδες και ακολουθούν οι ανώτερες στερεοδιαμορφώσεις. Η πρωτεϊνική δομή είναι τέτοια ώστε στο μικροπεριβάλλον του το μόριο να λάβει μία από τις διαμορφώσεις ελάχιστης ενέργειας.

ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ- ΔΟΜΗ ΠΡΩΤΟΤΑΓΗΣ ΔΟΜΗ- ΑΛΛΗΛΟΥΧΙΑ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ ΔΕΥΤΕΡΟΤΑΓΗΣ ΔΟΜΗ- ΕΛΙΚΑ, ΦΥΛΛΟ ΤΡΙΤΟΤΑΓΗΣ ΔΟΜΗ- ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ Β ΤΑΓΩΝ ΔΟΜΩΝ ΤΕΤΑΡΤΟΤΑΓΗΣ ΔΟΜΗ- ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΕΠΤΙΔΙΩΝ

F U Hartl & M Hayer-Hartl. Nature Structural & Molecular Biology 2009; 16, 574-81

Η δομή των πρωτεϊνών εξαρτάται από τις αλληλεπιδράσεις των αμινοξικών καταλοίπων τόσο μεταξύ τους όσο και με τα μόρια του περιβάλλοντος διαλύτη- στα συστήματα ζώσας ύλης είναι το νερό. 1. δεσμοί υδρογόνου 2. δυνάμεις van der Waals 3. ηλεκτροστατικές δυνάμεις 4. αλληλεπιδράσεις υδροφοβικότητας 5. δυνάμεις μοριακών τροχιακών 6. εντροπία στερεοδιαμόρφωσης

Molecular Cell Biology 2008. Fig 2-12

Κυτταρικές περιοχές όπου λαμβάνει χώρα η πρωτεϊνοσύνθεση Προκαρυωτικούς: κυτταρόπλασμα (τυχαία κατανομή- χωροκατευθυνόμενη) Ευκαρυωτικούς: κυτταρόπλασμα (τυχαία κατανομή- χωροκατευθυνόμενη) ενδοπλασματικό δίκτυο μιτοχόνδριο χλωροπλάστης

Το ριβόσωμα με τη βοήθεια υποδοχέα πρόσδενεται στην κυτταροπλασματική μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου (ER) και η εξελισσόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα μέσω μεμβρανικού καναλιού εισέρχεται στον αυλό του ER. http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/halic-mario-2005-10-12/html/image001.jpg Τα μιτοχόνδρια και η χλωροπλάστες φέρουν γενετικό υλικό που κωδικοποιεί για πρωτεϊνες που μεταφράζονται στο εσωτερικό των οργανιδίων με τη βοήθεια ατιστίχων ριβοσωμάτων. http://images.tutorvista.com/content/feed/tvcs/mitochondria.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/chloroplast

Κυτταρικές περιοχές όπου μεταφέρονται πρωτεϊνες στα ευκαρυωτικά ενδοπλασματικό δίκτυο σύστημα Golgi- κυστιδίων μεταφοράς πυρήνας μιτοχόνδριο χλωροπλάστης περοξυσώματα λυσοσώματα κυτταροπλασματική μεμβράνη

E Schleiff & Τ Becker Nature Reviews Molecular Cell Biology 2011; 12: 48-59

http://www.univie.ac.at/ibmz/groups/kragim/kragler%20protein%20transport.jpg

Η στερεοδιαμόρφωση των πρωτεϊνών γίνεται με τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών Chaperones Οικογένεια HSP70: TF, DnaJ/DnaK, Hsp70/Hsp40, PFD, BiP Οικογένεια HSP90 Chaperonins GroEL/GroES Thermosome TRiC/CCT

F U Hartl & M Hayer-Hartl. Nature Structural & Molecular Biology 2009; 16, 574-81

F U Hartl, A Bracher, M Hayer-Hartl. Nature 2011; 475: 324-32.

F U Hartl, A Bracher, M Hayer-Hartl. Nature 2011; 475: 324-32.

Τα διάφορα συστήματα Chaperones/Chaperonines συνεργάζονται προκειμένου να γίνει σωστή στερεοδιαμόρφωση των πρωτεϊνών, να διατηρηθεί η δομή των πρωτεϊνών σε αντίξοες συνθήκες, να προαχθεί η πρωτεόλυση των βλαμμένων πρωτεϊνών.

F U Hartl & M Hayer-Hartl. Nature Structural & Molecular Biology 2009; 16, 574-81

F U Hartl & M Hayer-Hartl. Nature Structural & Molecular Biology 2009; 16, 574-81

F U Hartl, A Bracher, M Hayer-Hartl. Nature 2011; 475: 324-32.

Βιοχημικές μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις πρωτεϊνών 1. Αποκοπή πεπτιδικού τμήματος 2. Φωσφορυλίωση- αποφωσφορυλίωση 3. Δημιουργία δισουλφιδικού δεσμού 4. Σύνδεση με συμπαράγοντα- ιόν, βιταμίνη, αίμη 5. Σύνδεση με λιπίδια: μυριστοποίηση, παλμιτοποίηση, ισοπρενιλίωση 6. Σύνδεση με σάκχαρα- γλυκοζυλίωση 7. Ακετυλίωση ή Μεθυλίωση 8. Προϊόντα οξείδωσης με ρίζες Ο ή Ν 9. Προσθήκη Ubiquitin ή SUMO

Καταστροφή των πρωτεϊνών

Πρωτεόλυση 1. Σήμανση των πρωτεϊνών με Ubiquitin- Ubiquitinilation και καταστροφή στο πρωτεόσωμα 2. Συσσωματώματα πρωτεϊνών καταστρέφονται με τη διαδικασία της αυτοφαγίας μικροαυτοφαγία γενικευμένη μικροαυτοφαγία συνδεδεμένη με ubiquitinilation των πρωτεϊνών

F U Hartl, A Bracher, M Hayer-Hartl. Nature 2011; 475: 324-32.

Το σύστημα σήμανσης μιας πρωτεϊνης με ουρά: Lys48-Ubiquitine Η πρωτεϊνη Ε1 χρησιμοποιείται για ενεργοποίηση της Lys48-Ubiquitine. Στη συνέχεια αυτή μεταφέρεται στο μόριο Ε2. Το τελευταίο αλληλεπιδρά με το σύμπλοκο Ε3-πρωτεϊνη και ακολουθεί μεταφορά της ενεργοποιημένης ubiquitine στην πρωτεϊνη. http://en.wikipedia.org/wiki/ubiquitin

Το πρωτεόσωμα Πρωτεϊνικό σύμπλοκο από δύο διμερή καθένα από τα οποία αποτελείται από δύο 7μερείς πρωτεϊνικούς δακτυλίους (τον α και τον β) και ένα καπέλο. Στο τμήμα β πραγματοποιείται η πρωτεόλυση ενώ από το καπέλο γίνεται η εισαγωγή μετά από αναγνώριση των ubiquitinitaled πρωτεϊνών. Η κατανάλωση ATP απαιτείται για την αποδιάταξη και όχι για την καταστροφή των πεπτιδικών αλυσίδων. http://www.neurology.org/content/66/10_suppl_4/s37/f1.large.jpg

Πρωτεόλυση με αυτοφαγία Στο πρώτο μονοπάτι- γενικευμένη μικροαυτοφαγία πραγματοποιείται εγκόλπωμα σε λυσόσωμα με απορρόφηση μικρού τμήματος του κυττοσολίου Στο δεύτερο μονοπάτι- μικροαυτοφαγία με μεσολάβηση chaperones πραγματοποιείται πρόσδεση του συμπλόκου chaperone-πρωτεϊνη σε μεμβρανικούς υποδοχείς του λυσόσωμα και ακόλουθη είσοδος στο λυσόσωμα http://www.intechopen.com/source/html/44103/media/image1.png

Δομή κυτταρικών μεμβρανών

Κυτταροπλασματική μεμβράνη Η κυτταροπλασματική μεμβράνη είναι μια λιπιδική διπλοστιβάδα η οποία παρουσιάζει κατά τόπους ετερογένεια που σχετίζεται με την λιπιδική σύσταση και την παρουσία πρωτεϊνών.

Ενδοκυττάριες μεμβράνες Αντίστοιχη δομή με την κυτταροπλασματική μεμβράνη παρουσιάζουν και όλες οι ενδοκυττάριες μεμβράνες: Υπάρχουν συστήματα που δομούνται 1. με διπλή μεμβράνη: μιτοχόνδρια, πυρήνας 2. με απλή μεμβράνη: ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi-κυστίδια, λυσόσωμα, περοξείσωμα. Οι χλωροπλάστες θεωρούνται συστήματα τριπλής μεμβράνης

Στη δομή των μεμβρανών συμμετέχουν τρείς κατηγορίες λιπιδίων 1. φωσφογλυκερίδια 2. σφιγγολιπίδια 3. στερόλες

Η δομή και η ιδιότητες κάθε μεμβράνης- κατά τόπους, αλλά και μεμβρανών διαφορετικών κυτταρικών δομών εξαρτάται και από τη λιπιδική σύσταση όπως φαίνεται παρακάτω:

Τα λιπιδικά νησίδια- lipid rafts Στα πλαίσια ετερογένειας και λειτουργικής διαφορικότητας μεμβρανικών τμημάτων αναφέρονται οι περιοχές που είναι πλούσιες σε χοληστερίνη- τα λιπιδικά νησίδια: lipid rafts. Σε αυτές της θέσεις παρατηρείται συσσώρευση κυτταροπλασματικών και μεμβρανικών πρωτεινών που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και συμμετέχουν σε κοινά μονοπάτια μεταγωγής σήματος. http://en.wikipedia.org/wiki/lipid_raft

Σύνθεση των λιπιδίων Η έναρξη της σύστασης των μεμβρανικών λιπιδίων γίνεται στο κυτταρόπλασμα από το AcetylCoA με τη δημιουργία ενεργοποιημένω λιπαρών οξέων και ολοκληρώνεται με την παρουσία P-γλυκερόλης και τη δράση ακετυλοτρανσφερασών στην κυτταροπλασματική μεμβράνη του λείου ενδοπλασματικού δικτύου- φψσφατιδικό οξύ. Περαιτέρω τροποποιήσεις γίνονται με τη δράση άλλων ενζύμων και τελικά το λιπίδια μεταφέρονται στην μεμβρανική επιφάνεια του αυλού με τη δράση μιας φλιπάσης. Η χοληστερόλη δημιουργείται από AcetylCoA και AcetacetylCoA. Κομβικό μόριο είναι το μεβαλονικό οξύ που προέρχεται από το υδρόξυμεθυλογλουταριλοcoa- HMG-CoA με τη δράση της αντίστοιχης αναγωγάσης. Από το ίδιο μονοπάτι προκύπτουν και ενδιάμεσα λιπίδια που συμμετέχουν σε μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις πρωτεϊνώνισοπεντενύλιο και φαρνεσύλιο. Με περαιτέρω τροποποιήσεις του χοληστερονικού δακτυλίου προκύπτουν: VitD, στεροειδείς ορμόνες, χολικά οξέα. Κύρια θέση σύνθεσης όλων αυτών είναι το λείο ενδοπλασματικό δίκτυο.

Μεταφορά των πρωτεϊνών διαμέσου των κυτταρικών δομών

Η πορεία των πρωτεϊνών στο κύτταρο Η πρωτεϊνοσύνθεση γενετικά καθορισμένων από τον πυρήνα πρωτεϊνών λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα ή στο ενδοπλασματικό δίκτυο. Στην πρώτη περίπτωση αναφερόμαστε σε: κυτταροπλασματικές πρωτεϊνες, πυρηνικές πρωτεϊνες, πρωτεϊνες μιτοχονδρίου, πρωτεϊνες χλωροπλάστη, πρωτεϊνες περοξεισώματος. Στη δεύτερη περίπτωση αναφερόμαστε σε: πρωτεϊνες ενδοπλασματικού δικτύου, πρωτεϊνες συμπλέγματος Golgi, πρωτεϊνες λυσοσωμάτων και πρωτεϊνες κυτταροπλασματικής μεμβράνης. Η πορεία αυτή των πρωτεϊνών είναι προκαθορισμένη και εξαρτάται από την πρωτοδίαταξη τους- παρουσία χαρακτηριστικών αλληλουχιών

Μετακίνηση των πρωτεϊνών στον πυρήνα Ο πυρηνικός πόρος είναι μια σύνθετη δομή που επιτρέπει την επικοινωνία του πυρηνοπλάσματος με το κυτταρόπλασμα. Αποτελείται από μια δομή που σταθεροποιείται ανάμεσα στη διπλή πυρηνική διπλοστιβάδα- μεμβρανικές νουκλεοπορίνες και σύμπλεγμα Υ, ενώ αλληλεπίδρα με το κυτταρικό και πυρηνικό σκελετό- στην τελευταία περίπτωση δημιουργείται μια δομή που καλείται πυρηνικό καλάθι. Το κέντρο του πόρου ελέγχεται από το δίκτυο των FG-νουκλεοπορινών. Για να μετακινηθεί μια πρωτεϊνη στον πυρήνα πρέπει να φέρει μια ειδική αλληλουχία- NLS. Η αλληλουχία αυτή αναγνωρίζεται από ειδική πρωτεϊνη μεταφορέα- importin η οποία και τη μεταφέρει στον πυρήνα μετά από αλληλεπίδραση με τις FG- νουκλεοπορίνες. Στη συνέχεια η importin στο κυτταρόπλασμα με τη βοήθεια της Ran και κατανάλωση ενέργειας (GTP).

Μετακίνηση των πρωτεϊνών στo μιτοχόνδριο (βλέπε επόμενη διαφάνεια) Η μετακίνηση των πρωτεϊνών στα διάφορα μιτοχονδριακά τμήματα: εξωτερική μεμβράνη (θα περιγραφτεί παρακάτω στο ενδοπλασματικό δίκτυο), ενδομεμβρανικό χώρο (σχ.1), εσωτερική μεμβράνη (σχ.2) και στρώμα (σχ.3) εξαρτάται από χαρακτηριστικές αλληλουχίες που αναγνωρίζονται στην πρωτοδιάταξη των όπως δίδεται στο παρακάτω σχήμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε όλες τις περιπτώσεις μετακίνησης πρωτεϊνών προς τα ενδότερα του μιτοχονδρίου παρατηρείται η ύπαρξη της αλληλουχίας κατεύθυνσης στο στρώμα- matrix targeting sequence-mts. Τέλος προκειμένου να διέλθουν των διαμεμβρανικών συμπλόκων μετακίνησης Tom οι πρωτεϊνες πρέπει να είναι αποδιατεταγμένες- δράση του κυτταροπλασματικου Hsc70.

Μετακίνηση των πρωτεϊνών στo μιτοχόνδριο II Τα βασικά σύμπλοκα μετακίνησης της εξωτερικής μεμβράνης είναι τα Tom20/22,Tom40 ενώ στην εσωτερική μεμβράνη υπάρχουν τα Tim44, Tim23/17. Από αυτά τα πρώτα αναγνωρίζουν την MTS ενώ τα δεύτερα επιτρέπουν τη διέλευση του πολυπεπτιδίου. Στο Σχ1. οι πρωτεϊνες παράμενουν στον διαμεμβρανικό χώρο μετά από αλλοστερικές τροποποιήσειςπρωτεόλυση, δισουλφιδικοί δεσμοί. Στο Σχ.2 οι πρωτεϊνες είτε αγκυστρώνονται στη μεμβράνη κατά την πρωτεϊνοσύνθεση ή ενσωματώνονται σε δευτερο χρόνο (με τη βοήθεια της Oxa1) ή αναδιπλώνονται στο διαμεμβρανικό χώρο και σε δεύτερο χρόνο ενσωματώνονται στη μεμβράνη (με τη βοήθεια των Tim9/10, Tim 22, Tim64). Στο Σχ.3 το πολυπεπτίδιο διέρχεται πλήρως από τα δύο σύμπλοκα μετακίνησης και απελευθερώνεται στο στρώμα. Σχ.1 Σχ.3 Σχ.2

Μετακίνηση των πρωτεϊνών στο περοξείσωμα Το περοξείσωμα είναι μια δομή όπου πραγματοποιούνται αντιδράσεις της οξείδωσης των λιπαρών οξέων και του κύκλου των φωσφοπεντοζών. Για να μετακινηθεί μια πρωτεϊνη στο περοξείσωμα πρέπει να φέρει μια ειδική αλληλουχία- PTS1. Η αλληλουχία αυτή αναγνωρίζεται από ειδική πρωτεϊνη μεταφορέα- Pex5 η οποία και τη μεταφέρει στο στρώμα μετά από αλληλεπίδραση με τον υποδοχέα Pex14.

Μετακίνηση των πρωτεϊνών στο στρώμα του ενδοπλασματικού δικτύου Οποιαδήποτε πρωτεΐνη πρόκειται να εισέλθει στο ενδοπλασματικό δίκτυο ή να ενσωματωθεί στη μεμβράνη του φέρει μια ειδική αλληλουχία- signal sequence. Αυτή η αλληλουχία αναγνωρίζεται από ειδική πρωτεΐνη- SRP. Η τελευταία προκαλεί προσωρινή παύση της πρωτεϊνοσύνθεσης και μεταφορά του ριβοσώματος στο ενδοπλασματικό δίκτυο μετά από πρόσδεση με τον υποδοχέα της. Ο υποδοχέας βρίσκεται σε επαφή με ένα σύμπλοκο μετακίνησης και το συντιθέμενο πολυπεπτίδιο εισέρχεται μέσα από τον αυλό του συμπλόκου στο στρώμα. Εκεί με τη βοήθεια του Chaperone BiP γίνεται στερεοδιαμόρφωση του μορίου- αν αποτύχει αυτό μόρια BiP αφήνουν ελεύθερο τον υποδοχέα Ire1 ο οποίος διμερίζεται και κινητοποιεί το μονοπάτι σήματος για καταστροφή των πρωτεϊνών με λάθος στερεοδιαμόρφωση.

Μετακίνηση των πρωτεϊνών σε μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου Η ενσωμάτωση των πρωτεϊνών στη μεμβράνη του ενδοπλασματικού δικτύου εξαρτάται από την αλληλουχία τους. Συγκεκριμένες αλληλουχίες καθορίζουν την κατεύθυνση και τον τρόπο διευθέτησης του πρωτεΐνης στη μεμβράνη. Από τις αλληλουχίες αυτές αξίζει να αναφερθούν οι STA και SA με παρόμοια δράση αφού προκαλούν παύση της εξέλιξης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας προς το στρώμα και ενσωμάτωση του μορίου στη μεμβράνη- η SA συνοδεύεται από παρακείμενη θετικά φορτισμένη περιοχή που τροποποιεί τη φορά ενσωμάτωσης. Μόρια που φέρουν τη SA δε φέρουν την κλασική αλληλουχία αναγνώρισης. Η υδρόφοβη COOH tail anchored protein- αναγνωρίζεται από τη Cet3 η οποία εναποθέτει το πολυπεπτίδιο μετά από πρόσδεση στον υποδοχέα Cet1/Cet2.

Type II Type III Tale-anchored protein GPI-linked protein

Γλυκοζυλίωση των πρωτεϊνών στο στρώμα του ενδοπλασματικού δικτύου Κάποιες πρωτεϊνες που προορίζονται για το εξωκυττάριο τμήμα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης και πρωτεϊνες του λυσοσώματος γλυκοζυλιώνονται. Το ολιγοσακχαριτιδικό πρόδρομο μόριο- ως γλυκολιπίδιο συντίθεται αρχικά στο κυτοσολικό τμήμα της μεμβράνης και στη συνέχεια με τη δράση μιας φλιπάσης στο στρώμα του ενδοπλασματικού δικτύου. Το τελικό μόριο- Glc3Man9(GlcNAc)2 συνδέεται με τη δράση μια Ν- ολιγοσακχαροτρανσφεράση σε Asn- μοτίβο Asn-X-Ser, Asn-X-Thr. Ακολουθούν περαιτέρω τροποποιήσεις στο ολιγοσακχαριτιδικό κατάλοιπο που επιτρέπουν εκλεκτική δέσμευση από λεκτίνες.

Chaperons στο ενδοπλασματικό δίκτυο Οι γλυκοζυλιωμένες πρωτεϊνες λαμβάνουν τη στερεοδιαμόρφωση τους στο χώρο με τη βοήθεια των chaperons: BiP, PDI- δισουλφιδική ισομεράση, και των λεκτινών: Calreticulin-CRT, Calnexin-CNX. Πρωτεϊνες με λάθος στερεοδιαμόρφωση προκαλούν κατανάλωση των μορίων BiP και ενεργοποίηση των Ire1 υποδοχέων και αναγνώριση από εναλλακτικές λεκτίνες- EDEM, OS9. Και τα δυο αυτά μονοπάτια ενεργοποιούν μονοπάτια πρωτεόλυσης.

Η πορεία των πρωτεϊνών από το ΕΔ στο σ.golgi και απόκει στα κυστίδια μεταφοράς Οι πρωτεϊνες από το ΕΔ μεταφέρονται με κυστίδια στο εγγύς Golgi και ωριμάζουν μαζί με την ωρίμανση των δεξαμενών του συστήματος. Στο σύστημα Golgi γίνεται τροποποίηση-ωρίμανση των γλυκοπρωτεϊνών, ωρίμανση των λυσοσωμικών ενζύμων, προσωρινή αποθήκευση εκκριτικών πρωτεϊνών, και πακετάρισμα πρωτεϊνών προς κυστίδια μεταφοράς (άπω Golgi)

Τροποποίηση- ωρίμανση των γλυκοπρωτεϊνών στις δεξαμενές του σ.golgi (αριστερά) Τροποίηση- σήμανση γλυκοπρωτεϊνών για μεταφορά προς τα λυσοσώματα (κάτω)

Η επικοινωνία του ΕΔ με το εγγύς Golgi Οι πρωτεϊνες από το ΕΔ μεταφέρονται με τα COP II κυστίδια στο εγγύς Golgi. Η ανακύκλωση πρωτεϊνών και μεμβρανικών στοιχείων του ΕΔ πραγματοποιείται μέσω των COP I κυστιδίων. Η δημιουργία και των δύο κυστιδίων πραγματοποιείται με το σχηματισμό ενός μανδύα ενώ η σύζευξη τους γίνεται μέσω του ζεύγους υποδοχέων: vsnare(κυστίδιο), tsnare(μεμβράνη στόχος) (αριστερά) Δημιουργία κυστιδίου COP II (κάτω) Η φωσφορυλιωμένη Sar1 καθηλώνεται στη μεμβράνη και προσελκύει το σύμπλοκο μανδύα: Sec23/Sec24

Κυστίδια μεταφοράς από το trans Golgi 1. κυστίδια COPΙ: ανάστροφη κίνηση στις δεξαμενές 2-3. κυστίδια μεταφορά λυσοσωμικών ενζύμων καλυμμένα ή όχι με κλαθρίνη 4-5. κυστίδια συνεχούς έκκρισης ή έκκρισης αποθηκευμένων πρωτεϊνών

Κυστίδια καλυμμένα με κλαθρίνη (αριστερή εικόνα) Η κλαθρίνη είναι μια 6μερής τρισκελής πρωτεϊνη: 3 μεγάλες & 3 μικρές αλυσίδες που περιβάλει AP-καλλυμένα κυστίδια. Τα κυστίδια αυτά είτε είναι αποτέλεσμα ενδοκύττωσης (βλέπε κάτω εικόνα για λεπτομέρειες) ή προέρχονται από το trans Golgi και φέρουν λυσοσωμικά ένζυμα. Και στις δύο περιπτώσεις συνεισφέρουν στη δημιουργία του όψιμου ενδοσώματος.