Polipeptida precursor localizată în mediul extern, în condiții adecvate, va fi transportată în interiorul veziculei sau cel puțin prin membrana veziculei sau organelilor. Acest proces este de obicei monitorizat prin adăugarea proteazelor în mediul extern. Gradul de protecție împotriva proteolizei este o măsură a cantității de polipeptidă transportată în vezicul sau organelle. Cursul procesului proteolitic realizat de peptidaza semnal este monitorizat prin electroforeză pe gel de poliacrilamidă în prezența SDS. Proteinele încorporate în membrană pot fi identificate prin extracție alcalină, presupunând că proteinele care sunt legate la suprafața membranelor sunt eliminate în timpul acestui tratament. Totuși, acest lucru nu este întotdeauna cazul, astfel încât rezultatele obținute cu extracția alcalină trebuie interpretate cu prudență.
În astfel de sisteme fără celule, se pot studia condițiile biochimice de transfer de proteine și se pot identifica componentele solubile necesare. În plus, natura substratului polipeptidic tolerabil poate fi variată.
În studiul sistemelor fără celule, s-au obținut date foarte importante cu privire la condițiile necesare pentru transferul de proteine.
1. Transferul post-translațional și cotranslațional. Este general acceptat faptul că în toate sistemele studiate, transportul către membrane sau prin membrane poate să apară independent de traducere. Date convingătoare despre acest subiect au fost obținute pentru procesul de transfer al proteinelor în cloroplaste și mitocondrii, precum și pentru transportul prin membrana bacteriană. Multă vreme sa crezut că transferul proteinelor în reticulul endoplasmic, sau prin membrana reticulului endoplasmatic se efectuează întotdeauna paralel cu traducerea, dar a fost demonstrat în mod clar că o astfel de paralelă nu este necesară. De asemenea, important este faptul că energia necesară transportului nu provine din aparatul biosintetic ribozomal.
2. Cerințe privind transferul de energie. De regulă, transferul proteinelor în membrane sau prin ele este volatil. O condiție de transport necesară atât pentru sistemele procariote cât și pentru eucariote este hidroliza ATP (sau a altui trifosfat de nucleozidă). Acest lucru a fost demonstrat pentru următoarele procese: a) transferul de proteine în stratul de cloroplaste; b) transportul proteinelor în matricea mitocondrială, membranele interioare și exterioare; c) transferul proteinelor prin reticulul endoplasmatic al drojdiilor și încorporarea post-translațională a proteinelor membranare în reticulul endoplasmatic al mamiferelor; d) transferul proteinelor prin membrana citoplasmatică a E. coli.
O altă condiție independentă pentru transferul proteinelor în matricea mitocondrială și la membrana interioară a mitocondriilor este prezența la ultimul potențial transmembranar. Acest potențial este, evident, necesar într-o etapă timpurie a procesului, când proteina este legată de mitocondrii.
3. Capacitatea predecesorului de a transfera. Există argumente puternice în favoarea faptului că structura sa cuaternară joacă un rol-cheie în transferul de proteine cu succes. Cel mai probabil acest lucru se datorează faptului că secvența de semnal (ti) recunoscută de dispozitivul de transfer trebuie să fie disponibilă pentru acesta. Prin urmare, pentru a efectua transferul, proteina trebuie să fie îndoită sau desfăcută parțial. În plus, dacă proteinele sunt transportate prin membrană într-o conformație alungită, atunci dispozitivul de transfer trebuie să poată fi desfășurat în timpul procesului de transfer propriu-zis. Dacă precursorii de proteine posedă o structură cuaternară stabilă, atunci ei s-ar dezlipi cu greu și, prin urmare, nu ar fi capabili să-și poată transporta.
Transportul proteinelor se efectuează în formă expandată. ATP este necesar pentru desfășurarea polipeptidei. Deblocarea are loc înainte sau paralel cu transferul. Acesta este ATP necesar pentru acest proces este faptul că transportul este scurtat predecesorii, spre deosebire de a transporta proteina de lungime întreagă poate fi efectuată în absența ATP. Pentru prima dată, aceste date au fost făcute pe baza studiului membranei mitocondriale. Pentru a preveni coagularea precursorului în conformația nativă, este necesar un cofactor proteic solubil. Deci, a fost izolat ca o formă solubilă în apă, porin mitocondrial precursor E. coli proteina de membrana exterioara similară OmpA, care nu a putut transferul eficient al membranei plasmatice, în cazul în care proteina este absentă în citosol, numit „factor declanșator“. Este de asemenea cunoscut faptul că, în scopul de a transfera prin proteinele membrana reticulului endoplasmic în cofactor solubilă reticul mamifere sau endoplazmaticheky necesare - și anume, particula de semnal de recunoaștere (MPS). Poate că rolul acestui factor este de a împiedica plierea precursorului de polipeptidă.
2. Integrarea proteinelor în membrană
2.1 Ipoteza semnalului
Proteinele sunt încorporate în membrană în multe feluri, dar detaliile acestui proces nu sunt încă stabilite în multe cazuri. Pentru a explica mecanismul de încorporare, se propun două modele: o ipoteză de semnal și o ipoteză de declanșare a membranei. În ipoteza semnalului, se presupune că proteina este inclusă în membrană paralelă cu translația sa pe ARNm în poliribozomi; aceasta este așa-numita includere în cotranslation. Când secvența lider merge de la ribozom, este detectată o anumită particulă de recunoaștere a semnalului-model (APS), care blochează difuzat în continuare la aproximativ 70 de aminoacizi, dintre care 40 rămân în complexul mare ribozomal și 30 sunt expuse la mediu. SRF conține șase proteine, ARN-ul 7S este asociat cu acesta, secvențele de ADN din familia "Alu-familie" strâns legate, cu un număr mare de repetări. traducere Blocarea nu poate fi eliminată, atâta timp cât secvența complexă MPS-lider - ribozom nu în contact cu așa-numita proteină „taie“ (receptor pentru MPS) a reticulului endoplasmatic. În acest moment începe încorporarea cotranslațională în reticulul endoplasmatic. În procesul de alungire a părții rămase din proteină, aceasta se deplasează prin bilatilitatea lipidică, deoarece ribozomul rămâne atașat la reticulul endoplasmatic. Astfel se formează un reticul endoplasmatic (ribozomal cu ribozomi). Ribozomii rămân atașate la timpul total de sinteză al endoplasmic reticulum proteina membranei vtechenii și îndepărtate și disociat în subunitățile corespunzătoare numai după finalizarea acestuia. Atunci când partea sintetizată anterior a proteinei intră în lumenul reticulului endoplasmatic, secvența lider este separată și se adaugă carbohidrați.
Proteinele membranare integrale nu traversează întreaga membrană; aparent, acest lucru împiedică secvența de ancorare hidrofilă la capătul C-terminal. Proteinele secretate trec complet prin bilayerul membranei și sunt eliberate în lumenul reticulului endoplasmatic. În momentul în care intră în vezicule, rămășițele de carbohidrați sunt deja asociate cu acestea. Ulterior, proteinele secretate se găsesc în lumenul aparatului Golgi, unde modificarea lanțurilor carbohidrat, și apoi se trece la organite intracelulare specifice sau membrana celulei sau secretat. Unele proteine traversează o membrană și apoi ancorează în altă membrană vecină, de exemplu membrana interioară a mitocondriilor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: