Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

KDEL представляет собой целевую пептидную последовательность у млекопитающих и растений [1] [2], расположенную на С-конце аминокислотной структуры белка . Последовательность KDEL предотвращает секрецию белка из эндоплазматического ретикулума (ER) и способствует его возвращению в случае его случайного экспорта.

Белок с функциональным мотивом KDEL будет извлекаться из аппарата Гольджи ретроградным транспортом в просвет ER. [3] Он также направляет белки из других мест (таких как цитоплазма ) в ER. Белки могут покинуть ER только после того, как эта последовательность будет отщеплена.

Аббревиатура KDEL состоит из букв, соответствующих каждой аминокислоте. Эта буквенная система была определена IUPAC и IUBMB в 1983 году и выглядит следующим образом:

Следовательно, последовательность KDEL в трехбуквенном коде: Lys - Asp - Glu - Leu .

Растворимый резидентный белок будет оставаться в ER до тех пор, пока он содержит сигнальную последовательность KDEL на С-конце белка. Однако, поскольку отрастание везикул является таким динамичным процессом и существует высокая концентрация растворимых белков в ER, растворимые белки непреднамеренно транспортируются в цис-гольджи через везикулы, покрытые COPII . Механизм транспортировки белков, содержащих сигнальную последовательность KDEL, обеспечивается рецепторами KDEL, прикрепленными к везикулам COPII и COPI .

KDEL рецепторы [ править ]

Выше представлено видео клеток HeLa, обработанных 160 мкг / мл eGFP-RTA. Видео начинается через 30 минут после обработки токсином, 45 кадров / час.   [4]

Рецепторы KDEL запускают механизм, с помощью которого белки транспортируются от Гольджи к ER. Эти белки были первоначально из ER, и они ушли в цис-Гольджи. [5] Как только сигнальная последовательность KDEL распознается рецепторами KDEL, которые обычно расположены в цис-Гольджи, лизосомах и секреторных пузырьках. Эти рецепторы повторно используются во время каждого транспортного цикла. Связывание с рецептором KDEL зависит от pH, при котором лиганд (целевой белок) прочно связывается с рецептором в цис-Гольджи из-за уникального низкого pH (6, в экспериментах in vitro pH 5 показывает самое сильное связывание) [6] [7 ]характеристика биохимической среды цис-сети Гольджи. Когда везикула, содержащая рецептор KDEL, достигает ER, рецептор становится неактивным из-за высокого pH (7,2-7,4) [8] [9] [10] ER, что приводит к высвобождению целевого белка / лиганда. [11]

Исследование, проведенное Becker et al. посредством экспериментов и моделирования продемонстрировано, что кластеризация рецепторов KDEL / груза на поверхности клетки вызывается транспортом рецепторов, синхронизированных с грузом, от и к плазматической мембране. [4] Видео справа демонстрирует эксперимент, проведенный Becker et al. демонстрация динамики временной зависимости кластеризации рецепторов KDEL с полным экспериментом от начала до конца (60 минут). В статье авторы отмечают важность понимания механизма действия кластеризации рецепторов и динамической реорганизации из-за их потенциального понимания для использования при разработке целевых терапевтических средств. [4]

Эквивалент дрожжей и растений [ править ]

Подобные последовательности HDEL выполняет ту же функцию в дрожжах , [12] в то время как растения , как известно, используют как KDEL и HDEL сигнализации последовательности. [2] [1]

Аббревиатура HDEL имеет ту же нотацию, что и KDEL:

Трехбуквенный код: His - Asp - Glu - Leu .

См. Также [ править ]

  • Удержание ER
  • KKXX (аминокислотная последовательность)
  • Рецепторы удержания белка эндоплазматического ретикулума
    • KDELR1
    • KDELR2
    • KDELR3

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Denecke J .; De Rycke R .; Боттерман Дж. (Июнь 1992 г.). «Сортировочные сигналы растений и млекопитающих для удержания белка в эндоплазматическом ретикулуме содержат консервативный эпитоп» . EMBO Journal . 11 (6): 2345–2355. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1992.tb05294.x . PMC  556702 . PMID  1376250 .
  2. ^ a b Napier RM; Fowke LC; Hawes C .; Lewis M .; Pelham HR (июнь 1992 г.). «Иммунологические доказательства того, что растения используют как HDEL, так и KDEL для доставки белков в эндоплазматический ретикулум» . Журнал клеточной науки . 102 : 261–271. PMID 1383243 . 
  3. ^ Мариано Сторнаиуоло; Лавиния В. Лотти; Ника Боргезе; Мария-Розария Торриси; Джованна Моттола; Джанлука Мартире; 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): 369–377. DOI : 10.1091 / mbc.E02-08-0468 . PMC 151567 . PMID 12631711 .  
  4. ^ a b c Беккер, Бьёрн; Шабани, М. Реза; Раммо, Доменик; Бубель, Тобиас; Сантен, Людгер; Шмитт, Манфред Дж. (29 июня 2016 г.). «Связывание груза способствует кластеризации рецепторов KDEL на поверхности клеток млекопитающих» . Научные отчеты . 6 : 28940. arXiv : 1712.06151 . Bibcode : 2016NatSR ... 628940B . DOI : 10.1038 / srep28940 . ISSN 2045-2322 . PMC 4926219 . PMID 27353000 .   
  5. ^ Ямамото, Кацуши; Хамада, Хиромити; Шинкай, Хироши; Коно, Йоичи; Косеки, Харухико; Аое, Томохико (05.09.2003). «Рецептор KDEL модулирует стрессовую реакцию эндоплазматической сети через сигнальные каскады протеинкиназы, активируемые митогеном» . Журнал биологической химии . 278 (36): 34525–34532. DOI : 10.1074 / jbc.M304188200 . ISSN 0021-9258 . PMID 12821650 .  
  6. ^ Уилсон, Дункан; Льюис, Майкл; Пелхэм, Хью (1993). «pH-зависимое связывание KDEL с его рецептором in vitro» . Журнал биологической химии . 268 (10): 7465–7468. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (18) 53197-5 . PMID 8385108 . 
  7. ^ Bräuer, Филипп; Паркер, Джоан Л .; Герондопулос, Андреас; Циммерманн, Иван; Seeger, Markus A .; Barr, Francis A .; Ньюстед, Саймон (2019-03-08). «Структурная основа для pH-зависимого извлечения белков ER из Golgi рецептором KDEL» . Наука . 363 (6431): 1103–1107. Bibcode : 2019Sci ... 363.1103B . DOI : 10.1126 / science.aaw2859 . ISSN 0036-8075 . PMID 30846601 .  
  8. ^ Bräuer, Филипп; Паркер, Джоан Л .; Герондопулос, Андреас; Циммерманн, Иван; Seeger, Markus A .; Barr, Francis A .; Ньюстед, Саймон (2019-03-08). «Структурная основа для pH-зависимого извлечения белков ER из Golgi рецептором KDEL» . Наука . 363 (6431): 1103–1107. Bibcode : 2019Sci ... 363.1103B . DOI : 10.1126 / science.aaw2859 . ISSN 0036-8075 . PMID 30846601 .  
  9. ^ Ву, Минни М .; Ллопис, Хуан; Адамс, Стивен; Маккаффери, Дж. Майкл; Куломаа, Маркку С .; Machen, Terry E .; Мур, Hsiao-Ping H .; Цзянь, Роджер Ю. (2000-03-01). «Исследования pH органелл с использованием целевого авидина и флуоресцеин-биотина» . Химия и биология . 7 (3): 197–209. DOI : 10.1016 / S1074-5521 (00) 00088-0 . ISSN 1074-5521 . PMID 10712929 .  
  10. ^ Ву, Минни М .; Грабе, Майкл; Адамс, Стивен; Tsien, Roger Y .; Мур, Hsiao-Ping H .; Мачен, Терри Э. (31 августа 2001 г.). «Механизмы регуляции pH в регулируемом секреторном пути» . Журнал биологической химии . 276 (35): 33027–33035. DOI : 10.1074 / jbc.M103917200 . ISSN 0021-9258 . PMID 11402049 .  
  11. ^ Паньи, Софи; Леруж, Патрис; Фэй, Лоик; Гоморд, Вероник (февраль 1999 г.). «Сигналы и механизмы удержания белка в эндоплазматическом ретикулуме». Журнал экспериментальной ботаники . 50 (331): 157–158. DOI : 10.1093 / jexbot / 50.331.157 .
  12. ^ Дин N .; Pelham HR. (Август 1990 г.). «Рециркуляция белков из компартмента Гольджи в ER в дрожжах» . Журнал клеточной биологии . 111 (2): 369–377. DOI : 10,1083 / jcb.111.2.369 . PMC 2116185 . PMID 2199456 .