Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Электронная микрофотография сформированных in vitro везикул, покрытых COPI. Средний диаметр везикул на уровне мембраны составляет 60 нм.

COPI представляет собой коатомер , белковый комплекс [1], который покрывает пузырьки, транспортирующие белки от цис- конца комплекса Гольджи обратно к грубому эндоплазматическому ретикулуму (ER), где они были первоначально синтезированы , и между компартментами Гольджи. Этот тип транспорта [ необходимо пояснение ] является ретроградным , в отличие от антероградного транспорта, связанного с белком COPII . Название «COPI» относится к специфическому белковому комплексу оболочки, который запускает процесс почкования цис-Мембрана Гольджи. Оболочка состоит из крупных белковых субкомплексов, состоящих из семи различных белковых субъединиц, а именно α, β, β ', γ, δ , ε и ζ .

COPI
Идентификаторы
СимволCOPI_C
PfamPF06957
ИнтерПроIPR010714
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры

Белки оболочки [ править ]

Белок оболочки, или COPI, является зависимым от фактора рибозилирования (ARF) белком, участвующим в мембранном движении. [2] COPI был впервые идентифицирован в ретроградном движении от цис- Гольджи к грубому эндоплазматическому ретикулуму (ER) [3] [4] и является наиболее изученным из ARF-зависимых адаптеров. COPI состоит из семи субъединиц, которые составляют гетерогептамерный белковый комплекс.

Основная функция адаптеров - это отбор грузовых белков для их включения в формирующиеся носители. Груз, содержащий мотивы сортировки KKXX и KXKXX, взаимодействует с COPI с образованием носителей, которые транспортируются из цис-Гольджи в ER. [5] [6] [7] [8] [9] Текущие мнения предполагают, что ARF также участвуют в отборе грузов для включения в состав перевозчиков.

Оправдание [ править ]

Фактор рибозилирования АДФ (ARF) - это ГТФаза, участвующая в мембранном движении. Существует 6 ARF у млекопитающих, которые регулируются более чем 30 факторами обмена гуаниновых нуклеотидов (GEF) и белками, активирующими GTPase (GAP). ARF посттрансляционно модифицируется на N-конце путем добавления миристата жирной кислоты .

ARF циклы между GTP и GDP-связанными конформациями. В GTP-связанной форме конформация ARF изменяется таким образом, что миристат и гидрофобный N-конец становятся более открытыми и связываются с мембраной. Взаимное преобразование между связанными состояниями GTP и GDP осуществляется посредством ARF GEF и ARF GAP . На мембране ARF-GTP гидролизуется до ARF-GDP с помощью ARF GAP. Попав в конформацию, связанную с GDP, ARF превращается в менее гидрофобную конформацию и диссоциирует от мембраны. Растворимый ARF-GDP конвертируется обратно в ARF-GTP посредством GEF.

  1. Белки просвета: белки, обнаруженные в просвете комплекса Гольджи, которые необходимо транспортировать в просвет ЭПР, содержат сигнальный пептид KDEL . [10] Эта последовательность распознается мембранным рецептором KDEL. У дрожжей это ERD2P, а у млекопитающих - KDELR . Затем этот рецептор связывается с ARF-GEF, классом факторов обмена гуаниновых нуклеотидов. Этот белок, в свою очередь, связывается с ARF. Это взаимодействие заставляет ARF обменивать связанный GDP на GTP . Как только этот обмен произведен, ARF связывается с цитозольной стороной цис-мембраны Гольджи и вставляет миристоилированную N-концевую амфипатическую альфа-спираль в мембрану. [11]
  2. Мембранные белки: трансмембранные белки, которые находятся в ER, содержат в своих цитозольных хвостах сигналы сортировки, которые направляют белок к выходу из Гольджи и возвращению в ER. Эти сигналы сортировки или мотивы обычно содержат аминокислотную последовательность KKXX или KXKXX, которые взаимодействуют с субъединицами COPI α-COP и β'-COP. [10] [9] Порядок, в котором белки адаптера связываются с грузом, или белки адаптера связываются с ARFs, неясен, однако, чтобы сформировать зрелый белок оболочки транспортного носителя, адаптер, груз и ARF все должны ассоциироваться.

Деформация мембраны и почкование носителя происходит после совокупности взаимодействий, описанных выше. Затем переносчик отрывается от донорной мембраны, в случае COPI эта мембрана является цис-Гольджи, и переносчик перемещается в ER, где он сливается с акцепторной мембраной, и его содержимое изгоняется.

Структура [ править ]

Триада COPI. Цветовое решение: мембрана - серая; Arf1 - розовый; гамма-КС - светло-зеленый; бета-КС, темно-зеленый; зета-КС - желтый; дельта-КС - оранжевый; бетапрайм-КС - голубой; альфа-КС - темно-синий

На поверхности везикулы молекулы COPI образуют симметричные тримеры («триады»). Изогнутая триадная структура размещает молекулы Arf1 и сайты связывания грузов проксимальнее мембраны. Субъединицы β'- и α-COP образуют арку над субкомплексом γζβδ-COP, ориентируя свои N-концевые домены таким образом, чтобы сайты связывания грузового мотива K (X) KXX располагались оптимально относительно мембраны. Таким образом, β'- и α-COP не образуют клетки или решетку, как в COPII и клатриновых оболочках, как предполагалось ранее; [12] вместо этого они связаны друг с другом через субкомплексы γζβδ-COP, образуя взаимосвязанную сборку . [13] Триады связаны друг с другом контактами переменной валентности, составляющими четыре различных типа контактов. [14]

См. Также [ править ]

  • Везикулы COPII
  • Клатриновые везикулы
  • Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа # ER в транспорт Гольджи
  • Экзомер

Ссылки [ править ]

  1. ^ Coat + Protein + Complex + I в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  2. ^ Серафини Т, Орси л, Amherdt М, М Brunner, Кан Р.А., Ротмэн JE (1991). «Фактор ADP-рибозилирования является субъединицей оболочки везикул, полученных из Гольджи, покрытых COP: новая роль GTP-связывающего белка». Cell . 67 (2): 239–53. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (91) 90176-Y . PMID  1680566 . S2CID  9766090 .
  3. ^ Schekman R, Орси L (1996). «Белки оболочки и отрастание пузырьков». Наука . 271 (5255): 1526–1533. Bibcode : 1996Sci ... 271.1526S . DOI : 10.1126 / science.271.5255.1526 . PMID 8599108 . S2CID 30752342 .  
  4. ^ Cosson P, Letourneur F (1997). «Везикулы, покрытые оболочкой (COPI): роль во внутриклеточном транспорте и сортировке белков». Curr Opin Cell Biol . 9 (4): 484–7. DOI : 10.1016 / S0955-0674 (97) 80023-3 . PMID 9261053 . 
  5. ^ Letourneur F, Gaynor EC, Hennecke S, Démollière C, Duden R, Emr SD и др. (1994). «Коутомер необходим для извлечения белков, меченных дилизином, в эндоплазматический ретикулум». Cell . 79 (7): 1199–207. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (94) 90011-6 . PMID 8001155 . S2CID 9684135 .  
  6. ^ Sohn K, Orci L, Ravazzola M, Amherdt M, Bremser M, Lottspeich F и др. (1996). «Главный трансмембранный белок везикул, полученных из Гольджи, покрытых COPI, участвующих в связывании с катомером» . J Cell Biol . 135 (5): 1239–48. DOI : 10,1083 / jcb.135.5.1239 . PMC 2121093 . PMID 8947548 .  
  7. ^ Sönnichsen В, Ватсон Р, Клэюзн Н, Misteli Т, Warren G (1996). «Сортировка по везикулам, покрытым COP I, в интерфазных и митотических условиях» . J Cell Biol . 134 (6): 1411–25. DOI : 10,1083 / jcb.134.6.1411 . PMC 2120996 . PMID 8830771 .  
  8. ^ Орси л, Stamnes М, Ravazzola М, Amherdt М, Perrelet А, Söllner TH, и др. (1997). «Двунаправленный транспорт отдельными популяциями везикул, покрытых COPI». Cell . 90 (2): 335–49. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 80341-4 . PMID 9244307 . S2CID 18246842 .  
  9. ^ а б Ма, Венфу; Голдберг, Джонатан (2013-04-03). «Правила распознавания мотивов поиска дилизина с помощью коатомера» . Журнал EMBO . 32 (7): 926–937. DOI : 10.1038 / emboj.2013.41 . ISSN 1460-2075 . PMC 3616288 . PMID 23481256 .   
  10. ^ a b Мариано Сторнаиуоло; Лавиния В. Лотти; Ника Боргезе; Мария-Розария Торриси; Джованна Моттола; Джанлука Мартире и Стефано Бонатти (март 2003 г.). «Сигналы извлечения KDEL и KKXX, приложенные к одному и тому же репортерному белку, определяют различный обмен между эндоплазматическим ретикулумом, промежуточным отделением и комплексом Гольджи» . Молекулярная биология клетки . 14 (3): 889–902. DOI : 10.1091 / mbc.E02-08-0468 . PMC 151567 . PMID 12631711 .  
  11. ^ Голдберг, Дж. (1998-10-16). «Структурные основы активации ГТФазы ARF: механизмы обмена гуаниновых нуклеотидов и переключения GTP-миристоил». Cell . 95 (2): 237–248. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (00) 81754-7 . ISSN 0092-8674 . PMID 9790530 . S2CID 15759753 .   
  12. ^ Ли, Чангук; Голдберг, Джонатан (09.07.2010). «Структура белков клетки оболочки и взаимосвязь между COPI, COPII и оболочками клатриновых везикул» . Cell . 142 (1): 123–132. DOI : 10.1016 / j.cell.2010.05.030 . ISSN 1097-4172 . PMC 2943847 . PMID 20579721 .   
  13. ^ Додонова, С.О .; Diestelkoetter-Bachert, P .; фон Аппен, А .; Хаген, WJH; Beck, R .; Бек, М .; Виланд, Ф .; Бриггс, Дж. А. Г. (10.07.2015). «ВЕЗИКУЛЯРНЫЙ ТРАНСПОРТ. Структура оболочки COPI и роль белков оболочки в сборке мембранных везикул». Наука . 349 (6244): 195–198. DOI : 10.1126 / science.aab1121 . ISSN 1095-9203 . PMID 26160949 . S2CID 42823630 .   
  14. ^ Файни, Марко; Принц, Симона; Бек, Райнер; Шорб, Мартин; Riches, Джеймс Д .; Басия, Кирстен; Брюггер, Бритта; Виланд, Феликс Т .; Бриггс, Джон А.Г. (15.06.2012). «Структуры везикул, покрытых COPI, выявляют альтернативные конформации и взаимодействия покрытых оболочкой» (PDF) . Наука . 336 (6087): 1451–1454. Bibcode : 2012Sci ... 336.1451F . DOI : 10.1126 / science.1221443 . ISSN 1095-9203 . PMID 22628556 . S2CID 45327176 .