Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 237
Текст из файла (страница 237)
Трехмерные структуры белков слияния ВИЧ и вируса гриппа предоставили бесценные сведения о молекулярном механизме слияния мембран, катализируемоп> этими белками. Взаимодействие белка слияния ВИЧ с рецепторами на поверхности мембраны или белка слияния вируса гриппа с низким рН делает д<ктупными скрытые до этого гидрофобные участки. Эти области, носящие название пептидов слияния, затем напрямую встраиваются в липидный бислой мембраны-мишени. Таким образом, белки слияния временно становятся интегральными белками двух разных липидных слоев.
Структурные перестройки белков слияния затем сближают и дестабилизируют липидные бислои, которые затем сливаются (см. рис. 13.19). Таким обр<сн<м, вирусные белки слияния и белки Я<чАКЕ по сходному механизму способствуют слиянию мембран. Заключение Направленный и селективный транспорт определенных мембранных компонентов из одного мембранного компаргпмента эукариотической клетки в другой поддерживает различия между этими компартментами. Транспортные везикулы, которые могут быть сферическими, трубчатыми или неправильной формы, опгпочковываются от специализированных окаймленных участков донорных мембран.
Образование каймы способствует сбору определенных мембранных и растворимых молекул груза для гпранспорта и обеспечения энергией процесса образования везикулы. Существуют различные типы окаймленнь<х пузырьков. Лучше всего охарактеризованы клатриновые везикулы, которые опосредуют транспорт из плазматической мембраны и транс-сети Гольджи, и СОРБ и СОРН-везикулы, которые опосредуют транспорт .чежду ЭР и цистернами Гольджи соответственно. В клатриновых пузырьках адаптерные белки связывают клатрин с мембраной везикулы и улавливают определенные молекулы груза для упаковки в везикулу.
После отпочковывания оболочка бь<стро теряется, что позволяет везикуле слиться с соответствующей мечбраной-мишенью. Локальный синтез фосфолипидов создает сайты связывания, которые запускают сборку оболочки и отпочковывание везикул. Более того, мономерные ОТРазы регулируют различные этапы везикулярного транспорта, включая отшнуровывание пузырьков и докинг.
Рекрутирующие белки оболочки СТРазы, включая белки эаг1 и Аг~ регулируют сборку и разборку оболочки. Большое семейство белков КаЬ служит ОТРазами везикул. Белки КаЬ рекрутируются в транспортные пузырьки и мембраны-мишени. Сборка и разборка белков КаЬ и их эффекторов на специализированных мембранных доменах динамически контролируегпся связыванием и гидролизом ОТР. Активные белки КаЬ рекрутируют эффекторы КаЬ: двигательные белки, которые транспортируют везикулы по актиновым филаментам или микротрубочкам, и филаментные соединительные белки, которые следят за тем, чтобы везикулы доставляли свой груз только в правильный мембранный компартмент.
Комплементарные белки о-БИАКЕ на транспортном пузырьке и Г-БХАКЕ на мембране-мишени образуют стабильные транс-ЗНАКЕ комплексы, которые притягивают мембраны друг к другу, в результате чего липидные бислои могут слиться. 13.2.Транспарт иа Эр через аппарат Гвяьджи 1177 выхода из ЭР.
на мембране которых отсутствуют связанные рибосомы. У Гюльшинства животных клеток участки выхода из ЭР распределены по всей сети ЭР. Первоначально считали, что все белки, не присоединенные к ЭР, по умолчанию входят в транспортные пузырьки. Однако теперь стало ясно, что вход в покидающие ЭР везикулы обычно является селективным процессом. Многие мембранные белки активно рекрутируются в эти везикулы и концентрируются там. Предполагают, что эти белки груза несут на своей цитоплазматической поверхности сигналы выхода (транспорта), которые узнаются оболочкой СОРП (рис. 13.20); эти компоненты оболочки служат рецепторами груза и рециркулируют обратно в ЭР после доставки своего груза в аппарат Гольджи. С другой стороны, растворимые белки груза лк>мена ЭР несут сигналы выхода, присоеднняюгциеся к трансмембранным рецеп торам груза, которые, в свою очередь, связываются через сигналы выхода в своих цитоплазматических хвостах с компонентами оболочки СОРП.
Белки без сигнала выхода также способны входить в транспортные пузырьки, но с меньшей скоросп ю, поэтому даже белки, в норме функционирующие в ЭР (так пазы ваемьш резидентньге белки ЭР), медленно утекают из ЭР и доставляются в аппарат Гольджи. Точно так же секреторные белки, синтезируемые в высоких концентрациях, могут покидать ЭР без помощи сигналов выхода или рецепторов груза. Сигналы выхода, направляющие растворимые белки из ЭР для транспорта в ап парат Гольджи и далее, малоизучены. Некоторые трансмембранные белки, служащие рецепторами груза и упаковывающие определенные секрегорные белки в окаймленные образование трвнспортного пузырька в ЭР ицы СОРИ сигнал выхода не рецепторе белка грузе сигнал выхода нв растворимом белке груза швпероны, связанные с развернутыми ипи неправильно свернутыми белками Рис. 13.20.
Рекрутирование молекул грузе в транспортные пузьгрьки ЭР. Зз счет прямого или косвенного связывания с оболочкой СОРИ мембранные и растворимые белни грузе концентрируются в транспортных везикулвх. Мембранные белки упаковываются в отпочковывзющиеся транспортные везикулы благодаря взаимодействию сигналов выхода нз их цитоплззмзтических «хвостах» с оболочкой СОРИ. Некоторые мембранные белки, попадающие в оболочку, служат рецепторами груза, связывая растворимые белки люменв и способствуя их упаковке в везикулы.
Типичный транспортный пузырек диаметром 50 нм содержит около 200 мембранных белков, которые могут принадлежать ко множеству различных типов. Кзк показано нв рисунке, несеернутые или не полностью собранные белки связываются с швперонвми и удерживаются в компзртменте ЭР. 117В Часть 1К Внутренняя организация «летки СОРП пузырьки, представляют собой лектины, связывакяциеся с олигосахарндами.
Лектин ЕЕСг1С53, например, связывается с маннозой и, как предполагают, узнает сахар на двух секретируемых факторах свертывания крови (факторах тг и Ъ'1П) и, следовательно, упаковывает эти белки в транспортные везикулы в ЭР. Роль ЕК С1С53 в транспорте белков установлена потому, что у людей с отсутствием этого белка в результате наследуемой мутации в сыворотке крови наблюдается пониженный уровень факторов Ъ' и УП1, и, следовательно, у них сильнее кровотечения. 13.2.2. Только правильно свернутые и собранные белки могут покинуть ЗР Чтобы покинуть Э Р, белки должны быть правильно свернуты, и, если онп представляют субъединицьг мультимерного белкового комплекса, в определенных случаях им нужно быть полностью собранными.
Несвернутые или не полностью собранные белки остаются в ЭР, где опи связываются с шаперонами (обсуждаемыми в главе 6), например В(Р или кпльнекспном. 1Папероны, возможно, могут прикрывать сигналы выхода или каким то образом заякоривать белки в ЭР (рис. 13.21). Такие дефектные белки в коьгце концов транспортируются обратно в цитозоль, где они деградируются протеасомами (см. главы 6 и 12). Такой этап проверки качества препятствует даль нейшему транспорту неправильно свернутых или собранных белков, которые потен циально могли бы навредить функционированию нормальных белков. Необходимо заметить, что в ЭР производится удивительно большое количество коррекционных действий. Например, в норме более 90 '. новосинтезированных субьединиц рецептора Т клеток (см. главу 25) деградирует до достижения ими ктеточной поверхноспк где они функционируют.
Таким образом, клетки должны синтезировать избыточные ко личества многих белковых молекул для получения нескольких избранных, которые сворачиваются, собираются в комплекс и функционируют правильно. отпочковывающи йся транспортный пузырек СЕКРЕТИРУЕТСЯ .
удеРжиВАется В ЭР Рис. 13.21. Ударник не не полностью собранных молекул антител в ЭР. Антитела состоят из двух тяжелых и двух легких цепей 1см. главу 15), которые собираются в ЭР. Считается, что шаперон В~Р связывается со всеми не до конца собранными молекулами антител и закрывает их сигнал выхода. Таким образом, только полностью собранные антитела покидают ЗР и секретируются. 118) Часть!)г,внутренняя орраннвацня кпеткН Рис.
13.23. Везикулярно-тубулярные кластеры. а] Электронная микрофотография среза везикулярно-тубулярных кластеров, образующихся из мембраны ЭР. Множество видимых на микрофотографии везикулоподобных структур представляет собой поперечныесрезытрубочек, продолжающихсясверхуиснизуотплоскости етого тонкого среза и связанных друг с другам б) Везикулярно-тубулярные кластеры движутся вдоль микротрубочек для переноса белков из ЭР в аппарат Гольджи. Оболочки СОР< опосредуют отпочковывание пузырьков, возвращающихся в ЭР из этих кластеров. Как показано, оболочки быстро разбираются после образования везикул.
1а, с любезного разрешения УУ<<Г<апт Ва<си.) ЭР 0,2 мкм Структуры, образующиеся при слиянии друг с другом вышедших из ЭР пузырьков, носят название еезикулярно гпубулярных кластерое, поскольку в электронном микроскопе они выглядят изогнутыми (рис. 13.23, а). Эти кластеры образуют новый компартмент, отличающийся от ЭР и лишенный многих функционирую<цих в ЭР белков. Они постоянно образуются и служат транспортными контейнерами, переносящими вещество из ЭР в аппарат Гольджи. Кластеры живут относительно недолго, поскольку они быстро перемещаются вдоль микротрубочек аппарата Голь джи и сливаются с ним, доставляя свое содержимое (рис. 13.23, б). После образования везикулярно тубулярных кластеров от них начинают от почковываться собственные транспортные пузырьки. В отличие от отшнуровыва. ктщихся от ЭР окаймленных СОРП везикул, эти пузырьки покрыты СОР1, Они несут обратно в ЭР «сбежавшие» резидентные белки, а также такие белки, как рецепторы груза, которые участвовали в реакции отпочковывания в ЭР и теперь рециркулируют обратно.
Этот процесс возвращения иллюстрирует совершенство механизмов контроля, регулирующих реакции сборки оболочки. Сборка окаймле ния СОР1 начинается всего лишь через секунды после потери оболочки СОР11. Остается неизве<.тным. как контролируется тако<. везикупярно-тубулярный кластер переключение сборки оболочек. Вознрагпный (гьтг< регпроврадныи) транспорт продолжается по мере того, как внгикулярньге труб- ФФ чатые кластеры продвигаются к аппарату Гольджи. 13.2.транспорт из ЗР через аппарат Гояьджи 1181 Таким обржюм, кластеры непрерывно созревают, меняя свой состав в соответствии с тем, как определенные белки возвращаются в ЭР. Сходный процесс возврата продолжается в аппарате Гольджи после того, как везикулярные трубчатые кластеры доставляют свой груз.
13.2.4. В возвратном пути в ЭР используются сигналы сортировки Обратный путь возврата «сбежавших» белков в ЭР зависит от сигналов возврата в ЭР. Резидентные белки ЭР, например, содержат сигналы, напрямую связывающиеся с оболочками СОР1, и поэтому упаковываются в окаймленные СОР1 транспортные пузырьки для ретроградной доставки в ЭР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
