COME ESCONO LE PROTEINE DAL TGN?

Presentazione sul tema: "COME ESCONO LE PROTEINE DAL TGN?"— Transcript della presentazione:

1 COME ESCONO LE PROTEINE DAL TGN?

2 MODALITA’ DI SECREZIONE DI PROTEINE

3 La secrezione

4 ESOCITOSI Le cellule espellono prodotti di scarto o particolari prodotti di secrezione mediante la fusione di vescicole con la membrana plasmatica. L’esocitosi determina l’incorporazione della membrana della vescicola secretoria nella membrana plasmatica. Questo costituisce un meccanismo primario di accrescimento della membrana plasmatica.

5 SECREZIONE COSTITUTIVA
SECREZIONE DI PROTEINE lipide di membrana proteina solubile SECREZIONE COSTITUTIVA proteina di membrana segnale TGN SECREZIONE REGOLATA

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7 SECREZIONE DI PROTEINE
COSTITUTIVA REGOLATA le vescicole prima di essere rilasciate definitivamente, attendono una ulteriore segnalazione una volta formatasi la vescicola viene immediatamente rilasciata dalla membrana che l'ha originata per fondersi con la membrana citoplasmatica per l'espulsione. tutte le cellule continua non accumulo di vescicole vescicole a vita breve stimolo non necessario non concentrazione cellule specializzate discontinua accumulo di vescicole vescicole a vita lunga stimolo necessario concentrazione

8 I GRANULI DI SECREZIONE MATURANO

9 ALCUNE PROTEINE, NEL CORSO DELLA SECREZIONE,
TAGLIO PROTEOLITICO ALCUNE PROTEINE, NEL CORSO DELLA SECREZIONE, SUBISCONO UN TAGLIO PROTEOLITICO. pro-opiocortina Perché? Alcuni peptidi nella loro forma finale sarebbero troppo piccoli per la traduzione nel RER e per subire altre trasformazioni (i.e glicosilazione)

10 SEGNALI DI INDIRIZZO DI PROTEINE ALLA VIA SECRETORIA
COSTITUTIVA REGOLATA Aggregazione: pH e Ca++ Ponte disolfuro: CgB, POMC Sito di taglio di proteasi: Prorenina Carbossipeptidasi E: Proinsulina and Proencefalina Carbossi terminale: PC2 Nessun segnale

11 POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI
MEMBRANA APICALE BASOLATERALE GIUNZIONE TIGHT

12 POLARITA’ IN CELLULE EPITELIALI E NERVOSE
ASSONE APICE BASE DENDRITI

13 MEMBRANA APICALE VESCICOLE GOLGI VESCICOLE RER MEMBRANA BASOLATERALE

14 SEGNALI DI INDIRIZZO POLARIZZATO IN CELLULE EPITELIALI
Basolateral Le proteine di membrana destinate alla membrana basolaterale contengono segnali nella loro coda citoplasmatica. Due tali segnali sono noti, uno contiene una caratteristica tirosina conservata e l’altro due leucina adiacenti. Quando presenti in un contesto strutturale adeguato questi amminoacidi sono riconosciuti da proteine di rivestimento che li impacchettano in apposite vescicole di trasporto della rete trans Golgi. Gli stessi segnali basolaterali che sono riconosciuti nella rete trans Golgi funzionano anche in endosomi per reindirizzare le proteine alla membrana plasmatica basolaterale dopo che sono stati endocitati.

15 SEGNALI DI INDIRIZZO POLARIZZATO IN CELLULE EPITELIALI
La membrana plasmatica apicale della maggior parte delle cellule è notevolmente arricchita in glicosfingolipidi, che aiutano a proteggere la superficie esposta a danni dagli enzimi digestivi e basso pH in siti come lo stomaco o il lume intestinale. Proteine ​​di membrana legate al doppio strato lipidico da un glicosilfosfatidilinositolo (GPI) si trovano anche besse esclusivamente nella membrana plasmatica apicale. Apparentemente le Proteine ​​ancorate a GPI sono dirette alla membrana apicale perché associano con i glicosfingolipidi in zattere lipidiche che si formano nella membrana del trans Golgi. Le proteine ​​di membrana con segmenti trans-membrane particolarmente lunghi preferenzialmente si trovano nei raft lipidici e diventare quindi (more ...) Dopo aver selezionato un unico insieme di molecole cargo, le zattere organizzate nel trans Golgi danno origine a vescicole di trasporto destinate alla membrana plasmatica apicale. Apicale

16 SORTING DIRETTO SORTING INDIRETTO endosomi basolaterali vescicole
apicali SORTING DIRETTO SORTING INDIRETTO

17 Minuscoli vescicole uniformi si trovano solo nelle cellule nervose e in alcune cellule endocrine, conservano e secernono piccole molecole di neurotrasmettitori. L'importazione di neurotrasmettitore direttamente nelle piccole vescicole endocitiche che si formano dalla membrana plasmatica è mediato da proteine di trasporto di membrana che funzionano come antiporti, guidate da un gradiente di H + mantenuto da pompe protoniche nella membrana delle vescicole.

18 Endocitosi

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20 … e non dimentichiamo i virus!!!!!

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23 Receptor-mediated endocytosis

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25 non solo clatrina

26 Le Membrane cellulari: Zone specializzate Domini raft e caveole
La membrana plasmatica Regione non specializzata i microdomini raft, regioni in cui predominano alcuni lipidi In alcune zone della membrana, esistono delle regioni, le caveole (invaginazioni delle membrane plasmatiche) caratterizzate dalla presenza di proteine denominate caveoline E’ ormai accertato che nelle membrane esistono delle zone specializzate, dei microdomini, chiamati raft, in cui predominano alcuni lipidi. Queste zone sono caratterizzate dal non essere solubilizzate da detergenti non-ionici, tanto è vero che hanno acronimi diversi come DRMs (detergent-resistant membranes) and Digs (detergent-insoluble glycolipid-enriched membrane domains. In alcune zone della membrana, esistono delle regioni le caveole, che sono zone morfologicamente distinguibili come invaginazioni delle membrane plasmatiche, caratterizzate dalla presenza di proteine denominate caveoline. Una delle ragioni per le quali queste regioni della membrana sono attualmente oggetto di studio è che queste possano essere coinvolte nei meccanismi di trasduzione del segnale. Queste regioni sono ricche di glicosfingolipidi, colesterolo e di proteine che non hanno una forma particolare. La loro dimensione è compresa tra 70 e 300 nm. Oltre a queste molecole nel monostrato esterno sono presenti proteine ancorate al fosfatidil-inositolo. Nel monostrato interno sono invece localizzate proteine tipo Ras, coinvolte nella trasduzione del segnale. Ciò rafforza il concetto che i domini RAFT agiscano come piattaforma per concentrare molecole segnale in una regione particolare della membrana e anche per raggruppare specifiche proteine ancorate al fosfatidil-inositolo. Questi raft non rimangono stazionari nella membrana, ma si muovono lateralmente, e la loro mobilità è fortemente infuenzata dal contenuto di colesterolo della membrana. In particolare la riduzione del colesterolo riduce la mobilità dei raft. Le caveole sono caratterizzate dalla loro associazione con le caveoline. Queste proteine interagiscono con parecchie molecole segnale nella membrana e costituiscono l’impalcatura per organizzare i preassemblati complessi della segnalazione. Differenti molecole segnalanti sono associate a Digs e caveole. Digs si associano a Ras e molecole correlate a Ras. Domini ricchi di caveoline contengono src, proteine G, protein chinasi C e RhoA. I lipidi di membrana possono assumere anche delle configurazioni non-lamellari. Questo determina una regione micellare nel piano trasversale della membrana che aumenta lo spessore locale e la curvatura della membrana, in relazione alla morfologia piatta e planare del resto della membrana. L’organizzazione biochimico e fisica dei non-bilayer lipid è differente dagli altri lipidi, in particolare per la grandezza della loro testa polare e delle loro catena acilica. Generalmente, in regioni non a doppio strato, molecole lipidiche con una testa polare più piccola e catene alifatiche più lunghe (fosfatidil-etanolammina) sono impaccate densamente sul piano laterale, determinando un incremento della curvatura su uno o su entrambi gli strati. Questa alterazione nel doppio strato lipidico esercita una pressione laterale o stress di curvatura, sulle proteine presenti in quella zona, che è stato dimostrato essere essenziale per il funzionamento della batteriorodopsina e della protein chinasi C. Infatti fosfatidiletanolammnina è stata rinvenuta in strutture cristalline di diverse proteine di membrana. le caveoline interagiscono con molecole segnale e costituiscono l’impalcatura per organizzare i preassemblati complessi della segnalazione (Ras, src, proteine G, PKC e RhoA.

27 La membrana plasmatica apicale di molte cellule è enormemente arricchita di glicosfingolipidi che aiutano a proteggere questa superficie esposta dal danno ad esempio provocato dagli enzimi digestivi e pH acido in siti come lo stomaco o il lume dell’intestino. Anche proteine della membrana plasmatica che sono legate al bilayer lipidico da un àncora di glicosilfosfatidilinositolo (GPI), si trovano esclusivamente nella membrana plasmatica apicale. Lipid raft La membrana plasmatica contiene “rafts lipidici” arricchiti in sfingolipidi, colesterolo ed alcune proteine di membrana. Rafts lipidici pottrebbero mediare lo smistamento (“sorting”) di glicosfingolipidi e proteine ancorate mediante GPI alla membrana plasmatica apicale

28 Le caveole (prendono il nome dalla proteina che le origina, la caveolina) sono microdomini presenti nelle membrane biologiche caratterizzati da una peculiare composizione lipidica. In particolare sono ricchi in colesterolo e sfingolipidi. Rappresentano delle frazioni di membrana importanti nella generazione e modulazione dei segnali intracellulari. Le caratterizzazione delle caveole (conosciute anche con il nome di rafts) avviene mediante anticorpi specifici, come quelli diretti contro caveolina-1, tipico marcatore di queste ultrastrutture. Permettono l'attraversamento delle membrane capillari a molecole specifiche (anticorpi, fattori del complemento, fattori della coagulazione), che non sono in grado di attraversarle in altro modo (ad esempio per filtrazione o diffusione).

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31 Il trasporto del colesterolo
Cholesterol is synthesized in the liver and is ingested in food. To get into cells, cholesterol which is insoluble in water (the aqueous phase of blood), must be transported by carriers. LDL (low-density lipoprotein) particles serve this function as transport vesicles for cells.

32 Il trasporto del Ferro

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