МАЛЬЧИКИ
Белковый комплекс оболочки II , или COPII , представляет собой группу белков , которые способствуют образованию везикул для транспортировки белков из эндоплазматического ретикулума в аппарат Гольджи или промежуточный отсек эндоплазматический ретикулум-Гольджи . Этот процесс называется антероградным транспортом , в отличие от ретроградного транспорта, связанного с комплексом COPI . COPII состоит из двух частей: сначала формируется внутренний слой Sar1, Sec23 и Sec24; тогда внутренний слой окружен внешней решеткой из Sec13 и Sec31.
Функция
[ редактировать ]Оболочка COPII отвечает за образование везикул эндоплазматического ретикулума (ЭР). Эти везикулы транспортируют белки-грузы в аппарат Гольджи (у дрожжей) или в промежуточный отдел эндоплазматической сети-Гольджи (ERGIC у млекопитающих). [1]
Сборка оболочки инициируется, когда цитозольная Ras GTPase Sar1 активируется ее фактором обмена гуаниновых нуклеотидов Sec12. [1] Активированный Sar1-GTP встраивается в мембрану ЭР, преимущественно связываясь с областями кривизны мембраны. Когда Sar1-GTP внедряется в мембрану, он задействует Sec23 и Sec24 для формирования внутренней клетки. [1] Как только внутренняя оболочка собрана, белки внешней оболочки Sec13 и Sec31 рекрутируются в отпочковавшуюся везикулу. [1] Гидролиз Sar1 GTP до GDP способствует разборке оболочки.
Обнаружено, что некоторые белки отвечают за избирательную упаковку грузов в везикулы COPII. Более поздние исследования показывают, что комплекс Sec23/Sec24-Sar1 участвует в выборе груза. [2] Например, Erv29p у Saccharomyces cerevisiae необходим для упаковки гликозилированного про-α-фактора. обнаружено, что [3]
Белки Sec24 распознают различные грузовые белки, упаковывая их в отпочковавшиеся везикулы.
Структура
[ редактировать ]
Оболочка COPII состоит из внутреннего слоя — гибкой сетки Sar1, Sec23 и Sec24 — и внешнего слоя, состоящего из Sec13 и Sec31. [1] Sar1 напоминает другие GTPases Ras-семейства, с ядром из шести бета-цепей, окруженных тремя альфа-спиралями , и двумя гибкими «переключающими доменами». В отличие от других Ras GTPases, Sar1 встраивается в мембраны через N-концевую спираль (а не миристоилирование или пренилирование ). [1]
Эти белки оболочки необходимы, но недостаточны для того, чтобы направить или пристыковать везикулу к правильной целевой мембране. SNARE , карго и другие белки также необходимы для осуществления этих процессов.
Предварительный комплекс (состоящий из Sar1-GTP и Sec23/24) рекрутирует гибкий комплекс Sec13p/31p, характеризующийся полимеризацией комплекса Sec13/31 с другими комплексами Sec13/31 с образованием кубооктаэдра с более широкой решеткой, чем его клатриновый пузырь. аналог. Образование кубооктаэдра деформирует мембрану ЭР и отделяет везикулу COPII (наряду с грузовыми белками и v-SNARE), завершая процесс отпочкования пузырьков COPII. [2]
Регулирование
[ редактировать ]Сигнал(ы), который запускает Sec12 для инициации сборки COPII, остается неясным, хотя сейчас известны некоторые регуляторы образования оболочки. [4] Частота образования COPII частично регулируется белками Sec16A и Tango1 , вероятно, за счет концентрации Sec12 в определенном месте, поэтому он может более эффективно активировать Sar1. [1]
Эволюция
[ редактировать ]У млекопитающих есть два гена Sar1: SAR1A и SAR1B ( SAR1B ранее был известен как SARA2). [5] ). В культивируемых клетках млекопитающих два гена Sar1 кажутся избыточными; однако у животных SAR1B необходим исключительно для образования больших (более 1 микрометра в поперечнике) везикул, покрытых COPII. [1]
Аналогично, млекопитающие экспрессируют два гена Sec23: SEC23A и SEC23B . Две изоформы Sec23 имеют идентичную функцию, но экспрессируются в разных тканях организма. Оба белка Sec23 могут взаимодействовать с любым из четырех белков Sec24: SEC24A, SEC24B, SEC24C и SEC24D. [1]
Роль в болезни
[ редактировать ]Описаны летальные или патогенные варианты большинства белков COPII. Потеря Sar1B у мышей приводит к смерти вскоре после рождения. [6] У людей наследование двух копий определенных вариантов SAR1B приводит к болезни задержки хиломикронов . [1] а потеря Sar1B вызывает комбинацию болезни задержки хиломикронов и нервно-мышечного расстройства, синдрома Маринеско-Шёгрена . [6]
Потеря Sec23A смертельна для мышей внутриутробно . [6] У людей вариант Sec23A вызывает кранио-лентикуло-шовную дисплазию , тогда как варианты Sec23B связаны с заболеванием костного мозга, врожденной дизэритропоэтической анемией типа II и некоторыми видами рака . [6] [1] Мыши без Sec23B умирают вскоре после рождения. [6] Синдром Гальперина-Бирка (HLBKS), редкое аутосомно-рецессивное нарушение нервного развития, вызван нулевой мутацией в SEC31A. [7]
Конформационные изменения
[ редактировать ]CopII имеет три специфических сайта связывания, каждый из которых может образовывать комплексы. Соседнее изображение (Sed5) использует для связывания комплекс Sec22 t-SNARE. Этот сайт более прочно связан и поэтому пользуется большим предпочтением. (Эмбо)
![Конформация белка CopII в комплексе с белком-ловушкой Bet1 (PDB: 1PCX).[8]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/CopIIcomplexbet1.png/240px-CopIIcomplexbet1.png)
![Конформация белка CopII, образующего комплекс с белком-ловушкой Sed5 (PDB: 1PD0).[8]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/CopIIcomplexsedt5.png/240px-CopIIcomplexsedt5.png)
Исследовать
[ редактировать ]Мутации треонина в положении 39 на аспарагин порождают доминантно-негативный Sar1A, постоянно связанный с GDP; мутация гистидина 79 в глицин приводит к образованию конститутивно активного Sar1A, при этом гидролиз GTP резко замедляется. [1]
См. также
[ редактировать ]- COPI- везикулы
- Клатриновые везикулы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Пеоттер Дж., Касберг В., Пустова И., Аудхья А. (июль 2019 г.). «Транспорт, опосредованный COPII, на интерфейсе ER/ERGIC» . Трафик . 20 (7): 491–503. дои : 10.1111/tra.12654 . ПМК 6640837 . ПМИД 31059169 .
- ^ Jump up to: а б Фатх С., Мансиас Дж.Д., Би Х., Голдберг Дж. (июнь 2007 г.). «Структура и организация белков оболочки в клетке COPII» . Клетка . 129 (7): 1325–36. дои : 10.1016/j.cell.2007.05.036 . ПМИД 17604721 . S2CID 10692166 .
- ^ Белден В.Дж., Барлоу С. (ноябрь 2001 г.). «Роль Erv29p в сборе растворимых секреторных белков в транспортные везикулы, полученные из ER». Наука . 294 (5546): 1528–31. Бибкод : 2001Sci...294.1528B . дои : 10.1126/science.1065224 . ПМИД 11711675 . S2CID 29870942 .
- ^ Лодиш Х., Берк А., Кайзер К.А., Кригер М., Бретчер А., Плух Х., Амон А., Мартин К.К. (2016). «14 - Везикулярный трафик, секреция и эндоцитоз». Молекулярно-клеточная биология (8-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. стр. 639–641. ISBN 9781464183393 .
- ^ « Ген SAR1B - связанная с секрецией Ras-связанная ГТФаза 1B» . GeneCards: База данных генов человека . 4 октября 2023 г. Проверено 7 декабря 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Лу КЛ, Ким Дж (март 2020 г.). «Последствия мутаций в генах механизма экспорта ЭР COPII у позвоночных» . Шапероны клеточного стресса . 25 (2): 199–209. дои : 10.1007/s12192-019-01062-3 . ПМЦ 7058761 . ПМИД 31970693 .
- ^ Гальперин, Дэниел; Кадир, Ротем; Перес, Йонатан; Драбкин, Макс; Йогев, Юваль; Вормсер, Охад; Берман, Эрез М; Ерёменко Екатерина; Ротблат, Барак; Шорер, Замир; Градштейн, Либе; Шельф, Илан; Бирк, Рут; Абду, Ури; Флюссер, Хагит (21 ноября 2018 г.). « Мутация SEC31A влияет на гомеостаз ЭР, вызывая неврологический синдром » . Журнал медицинской генетики . 56 (3): 139–148. doi : 10.1136/jmedgenet-2018-105503 . ISSN 0022-2593 . ПМИД 30464055 . S2CID 53717389 .
- ^ Jump up to: а б 1ПКХ ; 1ПД0 ; Мосесова Э., Бикфорд Л.К., Голдберг Дж. (август 2003 г.). «SNARE-селективность покрытия COPII» . Клетка . 114 (4): 483–95. дои : 10.1016/S0092-8674(03)00608-1 . ПМИД 12941276 . S2CID 11379372 .