Fall 6: Intracellulär sortering

Centralt innehåll

  • Förklara posttranslationella processer som resulterar i att proteiner får sin slutliga struktur och sorteras till olika destinationer
  • Redogöra för hur biologiska membraner bildas, olika membrankomponenters påverkan på membranets funktionella egenskaper, samt förklara vilken roll membranflödet i cellen spelar för dess organisation och funktion
  • Redogöra för principer och mekanismer för transmembranös transport samt hur denna påverkar cellens biologiska och elektrofysiologiska egenskaper

Relevant material

Osmosis

Alberts, B et al. Essential Cell Biology, Garland Science

  • Chapter 15: Intracellular Compartments and Protein Transport

Alberts, B et al. Molecular Biology of the Cell, Garland Science

  • Chapter 10: Membrane Structure
  • Chapter 11: Membrane Transport of Small Molecules and the Electrical Properties of Membranes
  • Chapter 12: Intracellular Compartments and Protein Sorting

🔑 Nyckelkoncept

Time to sort intracellular sorting out! Denna veckan kommer ni att få bekanta er med många nya namn, bland annat Nils (NLS), SNARE och den gamla godingen ”Paris upp och ner” (SRP). Som vanligt är det fokus på det som kontrollerar och är essentiellt för att viktiga processer ska fungera. Tips för att avgöra viktigt: om vi tar bort X, blir det då helt kalabalik? Om ja: förmodligen viktigt.

Om du har funderingar eller frågor kring någonting på sidan är du alltid välkommen att lämna en kommentar!

Vad avgör framförallt var en vesikel binder in och fuserar med ett annat membran?

v/t-SNAREs.

För Hippokrates skull, kom ihåg SNAREs. Vad jag kommer ihåg finns det inte en enda tentafråga där SNARE är ett alternativ och det inte är det rätta svaret. Återkommer även på T2.

Hur modifieras protein i ER och Golgi vad reglerar transporten mellan dessa två organeller?

Modifiering genom glykosylering.

  • ER
    • N-glykosylering
      • N-linked oligosackarid av N-acetylglukosamin, mannos & glukos överförs från glykolipiden Dolikol till Asn (aminosyra på protein).
  • Golgi
    • Vidare N-glykosylering
    • O-glykosylering

Reglering av vesiklar mellan ER & Golgi – tänk att det är omvänt från logiken.

  • COP II från ER till Golgi.
  • COP I från Golgi till ER.

Reglering av protein som ska vidare från ER.

  • Beroende på vad för typ av aminosyrasekvens eller glyosylering ett protein har sorteras det och skeppas ut till olika platser.
    • KDEL – aminosyrasekvens som innebär att proteinet ska vara kvar i ER och skickas tillbaka dit om de rymmer.
      • ER-chaperones har sådana.
    • Mannos-6-fosfat – glykolysering som innebär att protein ska till lysosom.
  • Om det saknas frimärke (ex. ovanstående exempel) sekreteras det ut ur cellen.
Hur kontrolleras rättvikning av protein i ER och vad händer om det ansamlas felveckade proteiner i stora mängder?

Nytt protein kommer in i ER:

  1. N-glykosylering (flesta protein iaf) +
  2. Viks rätt mha BIP-chaperones (HSP70) & Calnexin + calreticulin. (Chaperones ser till att prot stannar i ER tills rättvikt.)

OM FELVIKT

  1. Glukosyltransferas gör att det binder in för veckning igen (adderar glukos).

Ansamling av felvikta prot ger UPR (unfolded prot respons)

  • Mer ER
  • Mer chaperons
  • Hämmar allmän proteinsyntes.

Om protein är felveckat beyond saving 

  1. Markeras av calnexin
  2. Protein ut i cytosol till proteosom för degradering
Vad sysslar syskonen Ran, Ras respektive Rab med?
  • Ran – proteintransport över kärnmembranet för protein med den basiska NLS.
  • Rab – vesikeltransport.
  • Ras – RTK-cellsignalering (kommer nästa vecka).
Hur transporteras proteiner in i olika organeller?

Kärnan

  • Krävs att protein har en nuclear localization signal
    • NLS/Nils: basisk sorteringssekvens, N-terminalen, klyvs aldrig bort.
  • Protein till cellkärna är HELA TIDEN VECKADE. 
  • Små protein kan diffa genom kärnpor.

Större protein (börjar från att carrier är i kärna med bundet protein).

  1. Ran-GEF fosforylerar (byter GDP -> GTP) i kärnan vilket gör att carrier minskar affinitet för protein
  2. Släpper protein och carrier tar sig ut ur kärnan
  3. GAP defosforylerar carrier vilket gör att carrier har ökad affinitet för protein (med NLS)
  4. Binder in protein och in i kärnan.

Om man har protein som ska nyttjas både inuti och utanför kärna har de NLS och en sortsek till cytosol.

ER – Hydrofob sorteringssekvens!

  1. SRP binder sorteringssekvens i cytosol vilket pausar translation och transporterar polypeptid samt ribosom till ER-membran
  2. SRP kopplar till receptor på ER membran
  3. mRNA (inte ribosomen) binder till translokatorprotein i membran som håller fast sorteringssekvensen medan protein translokeras in till ER-lumen.
  4. Signal peptidas klipper bort sorteringssekvens.

Mitokondrie

  1. Prot veckas upp av HSP70 chaperones
  2. Sorteringssekvens binder till import receptor-protein 
  3. TOM (outer) + TIM (inner)
  4. Signal peptidas klipper bort sorteringssekvens.

Intracellulär vesikeltransport (akronym GLEP, PLEG):

  • Golgi
  • Lysosom
  • Peroxisom
  • Endosom

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.