Коатомер
Коатомер – белковый комплекс [1] который покрывает мембраносвязанные транспортные везикулы . Известны два типа коатомеров:
- COPI (ретроградный транспорт из транс-сети Гольджи в цис-сеть Гольджи и эндоплазматический ретикулум )
- ДЕТИ (антероградный транспорт из ER в цис-Гольджи)
Коатомеры функционально аналогичны и эволюционно гомологичны адаптерным белкам клатрина , также известным как адаптины. [2] которые регулируют эндоцитоз плазматической мембраны и транспорт из сети транс-Гольджи в лизосомы .
Структура
[ редактировать ]Белковый комплекс коатомера состоит из семи неидентичных белковых субъединиц . [3] Эти семь неидентичных белковых субъединиц входят в состав двух белковых субкомплексов. [3] Первый подкомплекс состоит из Ret1(α-COP), Sec27(β'-COP) и Sec28(ε-COP). [3] Второй подкомплекс состоит из Sec26 (β-COP), Sec21 (γ-COP), Ret2 (δ-COP) и Ret3 (ζ-COP). [3]
КС I
[ редактировать ]COPI представляет собой коатомер, который покрывает везикулы , транспортирующие белки из комплекса Гольджи в ЭР. [4] Этот путь называется ретроградным транспортом. Прежде чем белок COP I сможет покрыть везикулы на мембране Гольджи, он должен взаимодействовать с небольшой ГТФазой, называемой ARF1 (фактор рибозилирования АДФ). [5] ARF1, связанный с GDP, взаимодействует с мембраной комплекса Гольджи. [5] Затем факторы обмена гуаниновых нуклеотидов (GEF) в мембране комплекса Гольджи заменяют GDP, связанный с ARF1, на GTP . [5] [6] Это активирует ARF1, позволяя ему вставить амфипатическую альфа-спираль в липидный бислой комплекса Гольджи. [6] Затем белок ARF1 рекрутирует COP1 на мембрану комплекса Гольджи путем взаимодействия с β-COP и γ-COP. [6] Как только везикула покрыта покрытием, она начинает перемещаться в отделение скорой помощи. Прежде чем везикула сможет слиться с мембраной ЭР, оболочки, окружающие везикулу, должны диссоциировать. ARF-GAP1 отвечает за деактивацию белка ARF1 путем активации ГТФазы. [6] Когда ARF1 переключается на конформацию, связанную с GDP, это вызывает дестабилизацию оболочки COP1. [6]
Белки COP1 распознают нужный груз, взаимодействуя с сигналами сортировки на цитоплазматических доменах белка. [7] Наиболее распространенные сигналы сортировки включают аминокислотную последовательность KKXX или KDEL . [7] Сигналы KKXX связаны с трансмембранными доменами ER, а сигналы KDEL связаны с белками в просвете ER . [7] Везикулы, покрытые COP1, также содержат белки p24 , которые помогают сортировать грузы. [8]
КС II
[ редактировать ]COP II представляет собой коатомер, который покрывает везикулы, транспортирующие белки из ЭР в комплекс Гольджи. [4] Этот путь называется антероградным транспортом. [4] Первым шагом пути COP II является привлечение небольшой ГТФазы под названием Sar1 к мембране ЭР. [9] Как только Sar1 взаимодействует с мембраной ЭР, мембранный белок под названием Sec12 действует как фактор обмена гуаниновых нуклеотидов и заменяет GTP вместо GDP на Sar1. [9] Это активирует белок Sar1, заставляя его амфипатическую альфа-спираль связываться с мембраной ЭР. [9] Мембраносвязанный Sar1 притягивает гетеродимер белка Sec23-Sec24 к мембране ЭР. Sar1 напрямую связывается с Sec23, а Sec24 напрямую связывается с рецептором груза, расположенным на мембране ЭР. [10]
Комплекс Sar1-GTP и Sec23-24 рекрутирует другой белковый комплекс, называемый Sec13 / Sec31 . Этот комплекс полимеризуется, образуя внешний слой покрытия. [10] Везикулы COP II должны сбросить свою оболочку, прежде чем они смогут сливаться с мембраной цис-Гольджи. Это происходит, когда GTP на Sar1 гидролизуется белком, активирующим GTPase. [10] Активация ГТФазы также меняет взаимодействие между Sar1 и димером белка Sec23-Sec24. [10] Везикулы COP II выбирают правильный груз, напрямую взаимодействуя с сигналами экспорта ER, которые присутствуют в трансмембранных белках ER. [7] Существует несколько классов сигналов экспорта ЭР, которые были идентифицированы у различных организмов. Участие такого большого количества различных сигналов экспорта ER означает, что существует несколько сайтов связывания для сигналов экспорта. [7]
Заболевания, связанные с дефектами КС
[ редактировать ]Вновь созданные секреторные белки должны пройти через ЭР и комплекс Гольджи, прежде чем они смогут покинуть клетку. Проблемы с ранними секреторными путями COP II могут привести к заболеванию, называемому врожденной дизеритропоэтической анемией II типа . [11] Это аутосомно-рецессивное заболевание, возникающее в результате мутации гена Sec23B . [11] Этот ген играет важную роль в регуляции транспорта белков внутри клеток. [11] Симптомы врожденной дизеритропоэтической анемии II типа включают анемию , желтуху , низкое ретикулоцитов количество , спленомегалию и гемохроматоз . [12] Врожденная дизеритропоэтическая анемия типа II обычно диагностируется в подростковом или раннем взрослом возрасте. [12] Врожденная дизеритропоэтическая анемия II типа — очень редкое заболевание, во всем мире насчитывается всего несколько сотен случаев. [12] Лечение заболевания включает переливание крови, терапию препаратами железа и удаление селезенки . [12]
Другим заболеванием, связанным с недостаточностью пути COP II, является комбинированный фактора V и фактора VIII . дефицит [11] При этом заболевании человек вырабатывает факторы V и VIII, но они не могут транспортировать факторы V или VIII в кровоток. [11] Это аутосомно-рецессивное заболевание, которое приводит к симптомам кровотечения, носовому кровотечению , меноррагии и обильному кровотечению после травмы. [13] Заболевание можно диагностировать после проведения скрининговых тестов специализированным медицинским работником. [13] Мутация гена MCFD2 вызывает комбинированный дефицит факторов V и VIII. [13] Лечение заболевания включает введение замороженной плазмы и десмопрессина . пациенту [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Коатомер + белок Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)
- ^ Бём, Маркус; Бонифачино, Хуан С. (октябрь 2001 г.). «Адаптины» . Молекулярная биология клетки . 12 (10): 2907–2920. дои : 10.1091/mbc.12.10.2907 . ISSN 1059-1524 . ПМК 60144 . ПМИД 11598180 .
- ^ Jump up to: а б с д Гомес-Наварро, Наталья; Миллер, Элизабет А. (25 января 2016 г.). «Везикулы, покрытые КС» . Современная биология . 26 (2): Р54–Р57. дои : 10.1016/j.cub.2015.12.017 . ISSN 0960-9822 . ПМИД 26811885 .
- ^ Jump up to: а б с Лодиш, Харви; Берк, Арнольд; Зипурски, С. Лоуренс; Мацудайра, Пол; Балтимор, Дэвид; Дарнелл, Джеймс (2000). «Молекулярные механизмы везикулярного транспорта» . Молекулярно-клеточная биология. 4-е издание .
- ^ Jump up to: а б с Аракел, Эрик С.; Шваппах, Бланш (01 марта 2018 г.). «Краткий обзор формирования везикул, покрытых COPI» . Журнал клеточной науки . 131 (5): jcs209890. дои : 10.1242/jcs.209890 . hdl : 21.11116/0000-0000-F94F-0 . ISSN 0021-9533 . ПМИД 29535154 .
- ^ Jump up to: а б с д и Дуден, Райнер (1 января 2003 г.). «Транспорт от ER к Гольджи: функции COP I и COP II (обзор)» . Молекулярная мембранная биология . 20 (3): 197–207. дои : 10.1080/0968768031000122548 . ISSN 0968-7688 . ПМИД 12893528 . S2CID 24067181 .
- ^ Jump up to: а б с д и Бонифачино, Хуан С.; Глик, Бенджамин С. (23 января 2004 г.). «Механизмы почкования и слияния пузырьков» . Клетка . 116 (2): 153–166. дои : 10.1016/S0092-8674(03)01079-1 . ISSN 0092-8674 . ПМИД 14744428 .
- ^ Сюй, Виктор В.; Ян, Цзя-Шу (3 декабря 2009 г.). «Механизмы образования пузырьков COPI» . Письма ФЭБС . 583 (23): 3758–3763. дои : 10.1016/j.febslet.2009.10.056 . ISSN 0014-5793 . ПМК 2788077 . ПМИД 19854177 .
- ^ Jump up to: а б с Сато, Кен; Накано, Акихико (22 мая 2007 г.). «Механизмы образования везикул COPII и сортировки белков» . Письма ФЭБС . Мембранный трафик. 581 (11): 2076–2082. doi : 10.1016/j.febslet.2007.01.091 . ISSN 0014-5793 . ПМИД 17316621 .
- ^ Jump up to: а б с д Лайта, Абель. (2010). Справочник по нейрохимии и молекулярной нейробиологии . Спрингер Верлаг. ISBN 978-0-387-35443-9 . OCLC 462919553 .
- ^ Jump up to: а б с д и Руссо, Роберта; Эспозито, Мария Розария; Иоласкон, Ахилл (2013). «Наследственные гематологические заболевания, обусловленные дефектами комплекса белка оболочки (COP)II» . Американский журнал гематологии . 88 (2): 135–140. дои : 10.1002/ajh.23292 . ISSN 1096-8652 . ПМИД 22764119 .
- ^ Jump up to: а б с д Хеймпель, Герман; Ансельстеттер, Волкер; Хробак, Ладислав; Денеке, Йонас; Эйнзидлер, Беате; Галлмайер, Керстин; Грисшаммер, Антье; Марквардт, Торстен; Янка-Шауб, Гритта; Крон, Мартина; Коне, Элизабет (15 декабря 2003 г.). «Врожденная дизэритропоэтическая анемия II типа: эпидемиология, клиническая картина и прогноз на основе длительного наблюдения». Кровь . 102 (13): 4576–4581. дои : 10.1182/кровь-2003-02-0613 . ISSN 0006-4971 . ПМИД 12933587 . S2CID 1553686 .
- ^ Jump up to: а б с д Спрэафико, Марта; Пейванди, Флора (июнь 2009 г.). «Комбинированный дефицит фактора V и фактора VIII». Семинары по тромбозам и гемостазу . 35 (4): 390–399. дои : 10.1055/s-0029-1225761 . ISSN 1098-9064 . ПМИД 19598067 .