Hsp90 complessi con recettori per ormoni glucocorticoidi

Hsp70 BiP in RE eucarioti, DnaK E. coli

Hsp40 DnaJ in E. coli

Hsp60 GroEL in E. coli

Hsp10 GroES in E. coli

C(ADP)

Uprot-C(ADP)

Uprot

ATP

ADP

Uprot-C(ATP)

C(ATP)

prot

H2O

Pi

U unfolded

C chaperone

Le chaperonine possono assistere il ripiegamento delle proteine

Proteina disolfuro isomerasi (PDI)

Peptidil prolil cis-trans isomerasi (PPCTI o ROTAMASI)

Localizzati nel RE, enzimi coinvolti nel ripiegamento delle proteine

2

34 SS

SS

PDI (Cys-S:-)Anione tiolato

1

21 3

4SS

SS

CO-R1

R2-Calpha

FUNZIONI delle MODIFICAZIONI delle proteine per GLICOSILAZIONE

- Specificare la struttura tridimensionale:

La glicosilazione permette alla proteina di assumere conformazioni

tridimensionali complesse.

Zuccheri possono formare catene ramificate, in conformazione α e β

- FOLDING

Ruolo degli

oligosaccaridi nel

riconoscimento e nell’adesione a superfici

CODICE DISUPERFICIE

Riconoscimento da parte di lectine

Virus che infettano le cell animali

Tossine batteriche come colera e pertosse

Batteri come Helicobacter pylori

Lectine dette selectinemediano interazioni cellula-cellula

Recettore per il mannosio 6-fosfato nel Golgi

O-GLICOSILAZIONE (Ser/Thr)

Nel citosol e nucleo esistono anche monoglicosilazioni (N-acetilGlc) a carico di

proteine ad opera di glicosil transferasi che hanno significato regolatorio

APPARATO DI GOLGI

Oltre 100 enzimi glicosil transferasi

Primo monosaccaride aggiunto N-AcetilGal

Es. Mucina proteina secreta dalle cellule di epiteli respiratorio e garstrointestinale

Residui monosaccaridici che si ritrovano comunemente nelle

glicoproteine

Gli Antigeni del sistema AB0 del sangue umanoI tre antigeni dipendono dalla struttura degli zuccheri terminali nella componente oligosaccaridica di questi glicolipidi e glicoproteine. La presenza o l’assenza di particolari glicosiltransferasideterminano il gruppo sanguigno di un individuo

Xilosio

Acido Glucuronico

Glucosio

Galattosio

N-acetilmuramico

MannosioN-acetilgalattosamina

Acido sialicoFucosioN-acetilglucosamina

CMPGDPUDP

Nucleotidi e corrispondenti monosaccaridi nelle reazioni catalizzate da Glicosil Transferasi

Zuccheri attivati da nucleotidi sono donatori di monosaccaridi nella sintesi

di oligosaccaridi catalizzata da glicosil transferasi

LE PROTEINE NEL RER SUBISCONO MODIFICAZIONIche hanno un ruolo importante nel loro ripiegamento

1. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO

2. N-GLICOSILAZIONE (Asn)

3. RIMODELLAMENTO DELLE CATENEOLIGOSACCARIDICHE

4. QUALITY CONTROL

NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO SONO PRESENTI NUMEROSE PROTEINE CHE SVOLGONO FUNZIONI DI CHAPERONI. QUESTE PROTEINE:1. INTERVENGONO NEL RIPIEGAMENTO DELLE PROTEINE IN TRANSITO2. IMPEDISCONO CHE PROTEINE NON CORRETTAMENTE RIPIEGATE ESCANO DAL RER.

ESEMPI: BiP (HSP70) - CALNEXINA - CALRETICULINA

OLIGOSACCARIDE TRANSFERASI

OT

ASN-X-SER/THR

N-GLICOSILAZIONE (Asn)Reticolo Endoplasmico

ASPARAGINA

OLIGOSACCARIDEComplesso 14 zuccheri

N-C-C-X- SerThr

H O

H CH2C=O

NH

N-GLICOSILAZIONE

Struttura schematica del complesso del traslocone

LA N-GLICOSILAZIONE AVVIENE CO-TRADUZIONALMENTE

Glicosilazione di residui di

asn nel RE.

Oligosaccaride

transferasi trasferisce

l’oligosaccaride Glc3-

Man9-NacGlc2 (14 unità)

dal lipide Dolicolo a

residui di asparagina del

polipeptide nascente

durante la loro

traslocazione attraverso

la membrana del RER

(traslocone).

La transferasi può essere

parte del complesso del

traslocone

Sintesi del Dolicolo

17-21 unità ISOPRENICHE

Reazioni terminali nella biosintesi del Dolicolo-P

SINTESI DELL’OLIGOSACCARIDE PRECURSORE SUL DOLICOLO

CTP chinasi

Un oligosaccaride attivato viene

costruito per aggiunta sequenziale

di singole unità di monosaccaridi

Il gruppo viene poi trasferito alla

catena laterale di un residuo di Asn

di una proteina nascente nel lume

del RE

Biosintesi di oligosaccaridi di proteine N-glicosilate a livello della membrana del reticolo endoplasmico

Elaborazione degli N-oligosaccaridi nel RER

RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE

Controllo nella formazione della proteina, contemporaneamente alla rimozione dei

monosaccaridi viene completato il folding

Nel RER vengono rimosse 4 unità: 3Glc e 1Man

Glicoproteine

correttamente ripiegate

(pronte per essere

esportate dal RE)

Proteine nascenti

glucosilate

Complesso con la

calnessina

(non può essere

esportato dal RE)

Sistema di controllo della qualità del ripiegamento delle proteine nel RE

QUALITY CONTROL

RUOLO dell’ N-GLICOSILAZIONE nel RIPIEGAMENTO

PROTEINE DEL RER RIPIEGATE MALE POSSONO ESSERE RETROTRASPORTATE E DEGRADATE

* Nel Golgi, degli oligosaccaridi concatenati nel RER, rimangono 2 NacetilGlc e 3 Man

*

Tipica struttura di N-oligosaccaridi (a) ad alto contenuto di mannosio, (b) complessi, e (c) ibridi

Formazione del mannosio 6-fosfato, “etichetta” per la

localizzazione nei lisosomi

Una fosfotransferasi con substrato UDP-N-acetilglucosamina e una fosfodiesterasi presenti nel cis Golgi catalizzano l’aggiunta di un gruppo fosforico

Meccanismo di smistamento

degli enzimi lisosomiali

mediante recettori ed il

segnale mannosio 6-fosfato

nelle cisterne trans del Golgi

SEGNALI DI RITENZIONE DI PROTEINE DEL LUME DEL RER:KDEL C-TERMINALE

PDI ratto QKAVKDELtopo QKAVKDELuomo QKAVKDELpollo QKAVKDEL

BiP ratto DTSEKDELtopo DTSEKDELuomo DTAEKDELpollo EAAEKDEL

CALRETICULINA coniglio RRQAKDELtopo PAQAKDEL

Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Recupero delle proteine residenti nel reticolo (KDEL) e il suo recettore

Il recettore del KDEL presente nelle cisterne del Golgi cattura le proteine solubili (KDEL) e le

porta tramite vescicole di trasporto rivestite di COP I al RE.

Nell’ambiente a pH neutro del RE le proteine si dissociano dal recettore che viene quindi

riciclato e portato al Golgi per essere riutilizzato

Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

L’USCITA DAL RER AVVIENE MEDIANTE TRAFFICO VESCICOLARE