Modificaciones de las proteínas PDF

Modificaciones de las proteínas Tráfico de proteínas Transporte de proteínas desde su lugar de síntesis a su lugar de acción en el citoplasma, la traducción siempre se realiza en los ribosomas pero hay varios lugares de síntesis celular. Las proteínas solubles que se quedan en el citosol vienen d...

Modificaciones de las proteínas Tráfico de proteínas Transporte de proteínas desde su lugar de síntesis a su lugar de acción en el citoplasma, la traducción siempre se realiza en los ribosomas pero hay varios lugares de síntesis celular. Las proteínas solubles que se quedan en el citosol vienen de ribosomas libres sin señales Las prot dirigidas a mitocondrias, núcleo y peroxisomas vienen de ribosomas libres con señales específicas. Prot dirigidas al RE y ruta de secreción, apto Golgi, lisosomas, endosomas y medio extracel son sintetizadas en el RER, se transportan por vesículas y pueden quedarse en órganos intermedios. En los dos últimos tipos las proteínas pueden ser solubles o integrales de membrana. Cara nuclear externa, matriz mitocondrial. Las propias señales de la secuencia de aa nos dicen a donde van a ir. Translocación proteica Es el proceso por el que las proteínas atraviesan las membranas celulares para ello, primero deben de ser reconocidas sus secuencias peptídicas, después deben de interaccionar con el canal de translocación y por último deben translocar. La translocación cotraduccional: cuando empieza la síntesis de la proteína por lo ribosomas en su extremo amino terminal lleva una señal que le va a permitir atravesar la mb del RE dentro de este se une a unas proteínas que son las chaperonas. La secuencia señal es de 10/15 aa hidrofóbicos cerca del extremo amino seguidos de residuos cargados positivamente+. Antes de terminar sus síntesis ya se está translocando. Translocación post-traduccional: (mitocondria, núcleo, peroxisoma) son sintetizados en el citosol y llevan una señal que los lleva al lugar correspondiente, las chaperonas empiezan desplegar la proteína, hacen que la secuencia señal interactúe con la membrana de la mitocondria y pueda entrar en esta, si tiene que ir a algún otro lugar deberá de llevar más señales. Secuencias señal: Secuencia de 20/30 aa que indica a una proteína recién sintetizada a donde debe dirigirse, aparecen en el extremo amino terminal, y rara vez en el extremo carboxilo terminal y en el interior de la proteína. La secuencia señal de entrada al RE consta de 8 o + aa hidrofóbicos cerca del extremo amino, y algún aa con carga positiva. La mayoría de secuencias van a ser cortadas por la peptidasa en su lugar correspondiente, por lo que la proteína definitiva no va a tener péptido señal, se quedará en RE o en mitocondria. La secuenciación de importación al núcleo es interna, por lo que no se puede cortar y siempre la llevaran esto se hace para que cuando el núcleo se desorganice en la mitosis las proteínas puedan volver a organizarse, están formados por 5 aa básicos consecutivos. La secuencia de exportación del núcleo están formados por 5 aa hidrofóbicos colocados de manera alterna Secuencia de importación a la mitocondria formada por aa básicos. Un lado de la alfa-hélice tiene carga positiva y el otro es apolar por lo que interacciona con las proteínas mitocondriales. Secuenciación de importación de los plastos es igual que la mitocondrial excepto que sus aa son hidroxilados y los de la mitocondria son básicos. Importación a los peroxisomas siempre SER-LYS-LEU en el carboxilo terminal. Si una proteína solo tiene una secuencia va a seguir la ruta normal hasta salir de la célula. Si queremos que se quede en el E necesitamos una secuencia de 8 aa hidrofóbicos, y una secuencia de retención para que no salga. RE: Translocación cotraduccional Los polipéptidos con esta secuencia entran dentro del RE donde pueden ser modificados, o transportados al apto de Golgi donde pueden ser modificados o transportados a vesículas de sercreción, lisosomas o a la membrana plasmática. Esta vía es la más importante aunque también hay vías por translocación post-traduccional. Las proteínas son sintetizadas por ribosomas citosólicos con una señal básica en el amino terminal. La proteína con la señal sale del ribosoma y ambas son reconocidas por SRP que es un partícula de reconocimiento de señales formada por 6 proteínas y un RNA 7S. SRP se une a GTP y detiene la elongación del polipéptido. SRP unido al GTP se une al ribosoma que se mantiene unido al mRNA y este complejo se une a otro GTP que se encuentra en el sitio de reconocimiento de SRP en la membrana del RE, que está compuesta por una subunidad alfa y otra beta. En la mb del RER hay un translocon que suele estar cerrado para evitar que salgan iones, llega el SRP con el ribosoma y lo coloca en este translocon induciendo la hidrólisis de GTP dando GDP+Pi (total gasto de 2GTP). La peptidasa señal corta el péptido señal que ha entrado en el translocon. Se reanuda la elongación de la proteína y el complejo de translocon, con gasto de ATP introduce la proteína en la luz del RE. El ribosoma se separa del translocon, se separa en su subunidades y vuelve al citosol como libre. La proteína se pliega dentro del citosol. Translocon: contiene un heterodímero sec61 que es una hélice transmembrana que permite que translocon se abre y deje salir moléculas. TRAM, SP que es la peptidasa señal, OST es el oligosacárido transferasa, que inicia la glicosilación de proteínas añadiendo el oligosacárido núcleo. SR es el receptor de SRP, BIP es la chaperona del RE en reposo mantiene el translocon cerrado y luego se abre para dejar pasar a la proteína. Síntesis de proteínas de membrana: Para que una proteína sea transmembrana tiene que tener obligatoriamente la secuencia de parada de transferencia. La proteína con la señal d einicio de transferencia entra en el lumen del RE, y sigue entrando hasta que llega a la secuencia de parada de transferencia, entonces se para y se queda ahí, la peptidasa señal corta la secuencia señal de inicio y reconoce la de parada pero no la corta. La proteína se queda entonces anclada en la membrana. Si no se llegara a cortar la secuencia de inicio aumenta las secuencias de incio y de para de transcripción, se dan proteínas de membrana que tienen muchos segmentos y se llama politópicas. Esta proteína atraviesa 2 veces la mb, y el amino terminal junto con el carboxilo terminal se encuentran en el citosol. Muchas enfermedades por el plegamiento incorrecto de proteínas de mb. Ruta de secreción: Transporte anterógrado: es el transporte de proteínas y de lípidos desde el RE hasta el aparato de Golgi, en el RE se produce la síntesis de las moléculas las cuales son transportadas por vesículas de gemación que se fusionan con la cara Cis del aparto de Golgi. Transporte retrógrado: hay algunas proteínas que se tienen que quedar dentro del RE, pero pueden salir por equivocación como por el flujo masivo no selectivo y por tanto tienen que volver. Para eso tienen la secuencia KDEL que se une a su receptor en el aparato de Golgi uniéndose a ellos por su extremo carboxilo terminal de LYS-ASP-GLU-LEU-COO- y las devuelve al RE Glicosilación de proteínas: En el RE se da la N-glicosilación de proteínas, en las que se añade un oligosacárido núcleo, 14C al extremo N amida de un residuo de asparragina con la señal ASN-aa-SER-THR. El oligosacárido núcleo tiene 3 glucosas, 9 manosas y 2 N-acetil-glucosamina. Unido al dolicol-PPi orientado al lumen del RE y se transfiere gracias al oligosacárido transferasa y el dolicol se recarga. El oligosacárido siempre va a estar en el lado interno del RE excepto si es una proteína de mb en ese caso estará en el exterior formando parte del glucocálix. En el aparot de Golgi se produce la O-glucosilación sobre los oligosacaridos que ya han sido N-glicosilados, se unen glúcidos al O de treonina o de serina (grupo hidroxilo) Aparato de Golgi y lisosomas Hidrolasas y enzimas hidrolíticas son moléculas que han sufrido una glicosilación central y están marcadas por una manosa y secuencia señal que permite que la N-acetiglucosamina-1-fosfato-fosfotranferasa tranfiera a la proteína (usando UDP-N-acetilglucosamina) un fosfato y NAG (liberando UMP), dando NAG-6P-Manosa. Fosfodiesterasa actúa sobre NAG-6P-Manosa retira el NAG dejando la 6P- manosa, el P es el marcador de señal lisosomal. Las proteínas que contengan 6P-manosa van a los lisosomas, las vesículas de clatrina que van a los lisosomas tienen un receptor de 6P-manosa en su cara trans que las reconocerá y llevará a su destino. Enfermedad Celular 1 hay un déficit de NAG-1P-fosfotransferasas de manera que las enzimas hidrolíticas no van a llegar a los lisosomas y se acumulan en el plasma apareciendo en los análisis (sanguíneos) de quienes lo sufren. Incluso en las que hay vesículas agrandadas con mutaciones que afectan dicha enzima, enfermedad muy grave y que causa la muerte del individuo durante los primeros años de vida. Mitocondrias: Transporte de proteínas postraduccionales a las mitocondrias: llevan una secuencia amino terminal, primero se sintetiza en el citoplasma y luego va a su destino. La preproteína con la señal de envio a la mitocondria se une a chaperonas las cuales la van a desplegar ( HSp70 +ATP), estas proteínas van a interaccionar con unas proteínas de membrana externa, el complejo TOM (translocados de la mb). El péptido de importación mitocondrial tiene que tener aa básicos (con cargas +), a un lado de la alfa hélice y en el otro lado tiene que ser apolar (aa hidrofóbicos). TOM 20 (tubo hidrofóbico hacia el interior e hidrofílico hacia el exterior), interacciona con la parte hidrofóbica y permite que la proteína vaya a TOM 40 con mayor peso molecular. La proteína tiene que traspasar la membrana externa y la interna por lo tanto a la altura de TOM este va a contactar con TIM que es el transportador de membrana interna , a medida que va saliendo de TOM va entrando en la matriz mitocondrial. Características: gasto de ATP de la hidrólisis de ATP de las chaperonas, el potencial electrico de membrana es muy negativo en el lado interno por una bomba de H+ hacia el espacio intermembrana, que es aprovechado por el péptido señal para pasar por las membranas ua que es atraído eléctricamente por las cargas negativas (porque la parte polar de su alfa-helice tiene proteínas básicas).Las chaperonas mantiene desplegada a la proteína pero luego con las chaperoninas facilitan su plegamiento. La peptidasa corta la secuencia señal, esta no aparece en las proteínas maduras. Otros destinos pueden ser integral de membrana (ambas), proteínas del espacio intermembranoso, proteína soluble de la matriz.. Proteínas Fe-S cit.C1: primero en la matriz luego ser proteína de membrana Porina: salen por el lateral de TOM porque llevan una señal para quedarse en la membrana externa. Intercambiador de ATP/ADP: primero pasa TOM, luego TIM y luego se vuelve una hélice que sale por el lateral de TIM. ApoCitC: atraviesa la membrana externa de manera desplegada a traves de los poros y se queda en el espacio intermembranoso