Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 238
Текст из файла (страница 238)
Лучше всего охарактеризованный сигнал возврата этого типа состоит из двух лизинов, за которыми идут два любых других аминокислотных остатка, и располагается на С-конце мембранного белка ЭР. Он называется последовательностью ККХХ в соответствии с однобуквенными обозначениями аминокислот.
Растворимые резидентные белки ЭР, например В)Р, также на С-конце содержат короткий сигнал возврата, но он отличается от последовательности ККХХ: это последовательность 1уз-Азр-О!у-1.еп или похожая на нее. Если этот сигнал (известный как последовательность КОЕЮ методами генетической инженерии удалить с В1Р, белок будет медленно секретироваться из клетки. Если сигнал перенести на белок, который в норме секретируегся, он будет эффективно возвращаться в ЭР и накапливаться там. В отличие от сигналов возврата мембранных белков ЭР, которые способны напрямую взаимодействовать с оболочкой СОР1, растворимые белки ЭР должны связаться со специализированными рецепторными белками, например, рецептором КГ)Е1., многопроходным трансмембранным белком, связывающим последовательность КГ)Е1. и упаковывающим любой несущий ее белок в окаймленные СОР1 ретроградные транспортные пузырьки (рис. 13.24).
Для этого сам рецептор КРЕЕ должен рециркулировать между ЭР и аппаратом Гольджи, и его сродство к последовательности КРЕЕ должно различаться в этих двух компартментах. В везикулярно-тубулярных кластерах и аппарате Гольджи рецептор должен обладать высоким сродством к последовательности КРЕЕ, чтобы быть способным улавливать «сбежавшие» растворимые резидентные белки ЭР, присутствующие в низкой концентрации. Однако в ЭР сродство должно быть низким, чтобы он мог высвобождать свой груз, несмотря на очень высокую концентрацию в ЭР содержащих КРЕ1. резидентных белков. Как меняется сродство рецептора КРЕЕ в зависимости от компартмента, в котором он находится? Ответ на этот вопрос неизвестен, но это может быть связано с разными ионными условиями и РН в разных компартментах, которые регулируются ионными транспортерами в мембране компартмента.
Как мы обсудим позже, РН-чувствительные белок-белковые взаимодействия в клетке лежат в основе многих этапов сортировки. Большинство мембранных белков, функционирующих на поверхности раздела между ЭР и аппаратом Гольджи, включая ч- и ЬБМАВЕ и некоторые рецепторы груза, входят в ретроградный путь в ЭР. Рециркуляция некоторых из этих белков опосредуется сигналами, как только что описано, тогда как для других никаких специальных сигналов не нужно. Таким образом, если сигналы возврата увеличивают эффективность процесса возврата, некоторые белки случайно входят в отпочковывающиеся везикулы, предназначенные для транспорта в ЭР, и возвращаются туда И62 Часть ЙЕ Внутренняя органиаация клетки веэикулярно-тубулярный кластер или аппарат Гольдин Рис.
13.24. Модель возврата растворимых резидентнык белков ЭР. Резидентные белни, покидающие ЭР, возвращаются туда посредством вези куля рного транспорта. а) Рецептор КОЕЦ присутствующий в везинулярно-тубулярных кластерах и аппарате Гольджи, улавливает растворимые резидентные белки ЭР и переносит их в окаймленных СОРГ пузырьках обратно в ЭР. После связывания своего лиганда в этом окружении рецептор КОЕЕ может изменить конформацию и этим ускорить свою рекругизацию в отпочковывающиеся везикулы СОРЕ б) Возврат белков ЭР начинается в везинулярно-тубулярных кластерах и продолжается во всех частях аппарата Гольджи.
В условиях люмена ЭР резидентные белки ЭР диссоциируют от рецептора КОЕК который затем возвращается в аппарат Гольджи для повторного использования. в) оболочка из СОРГ а '-~УПРЯМОЙ -(~) секреторный белок белок-рецепто КОЕ ОБРАтный растворимый внутренний белок ЭР ЭР цис-сеть стопка пг рвнс-свть Гол ьджи Гоп ьджи Гоп ьджи с меньшей скор<ктью. Многие ферменты Гольджи постоянно циркулируют между ЭР и Гольджи, но их скорость возврата в ЗР достаточно мала, чтобы большая часть белка находилась в аппарате Гольджн, ') 3.2.5. Многие белки сепективно удернсинаются я компартментах, в которых они функционируют Возвратный путь КГ)Е).
только частично объясняет, как резидентные белки удерживаются в ЗР. Как и следовало ожидать, клетки, зкспрессирующие генети чески модифицированные резидентные белки ЭР, от которых экспериментально о Оцепили последовательность КРЕ), начинают зги белки секретировать. Но скорость секреции значительно ниже, чем для нормального секреторного белка. По видимому, механизм, не зависящий от сигналов КОЕ), заякоривает резидентные белки ЭР, и только те белки, которые избегают механизма удержания, улавлива ются и доставляются обратно рецептором КЛЕ1 . Суть предложенного механизма 13.2.Транспорт из ЭР через аппарат Гольджи 1183 удержания состоит в том, что резидентные белки ЭР связываются друг с другом, образовывая комплексы, которые слишком велики для аффективного встраивания в транспортные пузырьки.
Поскольку в ЭР резидентные белки присутствуют в очень высоких концентрациях (по оценкам, миллимолярных), для связывания большинства таких белков в комплексы будет достаточно взаимодействия даже с относительно низким сродством. Агрегация функционирующих в одном компартменте белков, носящая название кин-узнаеания (к)п — родственник), является общим механизмом организации и удержания компартментом своих резидентных белков.
Например, ферменты Гольджи, функционирующие совместно, также связываются друг с другом и, следовательно, не способны входить в транспортные пузырьки, покидающие аппарат Гольджи. 13.2.6. Аппарат Гольджи состоит из упорядоченного набора компартментов Благодаря своим размерам и упорядоченной структуре аппарат Гольджи стал одной из первых органелл, описанных при помощи ранних световых микроскопов.
Он состоит из набора уплощенных окруженных мембраной замкнутых компартментов, называющихся цистернами, которые внешне немного напоминают стопку лавашей. Каждая стопка Гольджи обычно состоит из 4 — 6 цистерн (рис. 13.25), хотя у некоторых одноклеточных жгутиковых их может быть до 60. В животных клетках трубчатые соединения между аналогичными цистернами связывают множество стопок, образуя единый комплекс, который обычно располагается вблизи ядра клетки рядом с центросомой (рис.
13.26, а). Эта локализация зависит от микротрубочек. Если микротрубочки искусственно деполимеризовать, аппарат Гольджи преобразуется в отдельные стопки, распределенные по всей цитоплазме рядом с сайтами выхода из ЭР. В некоторых клетках, включая большинство растительных клеток, содержатся сотни отдельных стопок Гольджи, распределенных по всей цитоплазме (рис. 13.26, 6). Во время прохождения через аппарат Гольджи транспортируемые молекулы претерпевают упорядоченную серию ковалентных модификаций. Каждая стопка Гольджи имеет две отличные друг от друга стороны: цис-сторону (или входную сторону) и транс-сторону (или выходную сторону). Цис- и транс-стороны тесно связаны со специальными компартментами, каждый из которых состоит из сети взаимосвязанных трубчатых и цистернальных структур: цис-сети Гольджи (ЦСГ) и глрамс-сети Гольджи (ТСГ) соответственно.
ЦСà — зто набор слившихся везикулярно-тубулярных кластеров, приходящих из ЭР. Белки и липиды входят в цис-сеть Гольджи и выходят из транс-сети Гольджи, направляясь к клеточной поверхности или в другой компартмент. Обе сети играют важную роль в сортировке белков: белки, входящие в ЦСГ, могут двигаться дальше по аппарату Гольджи или вернуться в ЭР. Точно так же, белки, выходящие из ТСГ, идут дальше и сортируются в соответствии с их следующим пунктом назначения, которым могут быль лизосомы, секреторные везикулы или клеточная поверхность. Они также могут вернуться в более ранний компартмент. Как описано в главе 12, единственный вид Х-связанных олигосахаридов присоединяется в ЭР единым блоком ко многим белкам и затем отщепляется, пока белок все еще находится в ЭР.
Олигосахаридные интермедиаты, образующиеся в результате реакций отщепления, помогают белкам свернуться и способствуют 1184 Часть М Внутренняяертеннвеция клетки пузырек Гальджи цис-сеть Гольджи (Цсг) цис-цистерна — -— средняя цистерна— транс-цистерна- глранс-сеть | Гольдин (тсг) ~ а) секреторныи пузырек ядерная оболочка шероховатый ЭР везикулярнотубулярные кластеры цис-сеть Гол ьджи 1 мкм цис сеть Гольджи 200 нм Рис. 13.25.
Аппарат Гольджи. а) Трехмерная реконструкция, основанная на электронных микрофатографияк аппарата Гольджи животной секретарной клетки. Цис-сторона стопки Гольджи расположена ближе всего к ЭР. б) Электронная микрофотография тонкого среза, на которой хорошо выражена перексдная зона между ЭР и аппаратом Гольджи в животной клетке, е) Электронная микрофотография поперечного среза аппарата Гол ьджи растительной клетки (зеленая водоросль СВ/агпус/алголах).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
