Instuderingsfrågor Intracellulär sortering av proteiner

Question 1

1. Varför behövs intracellulär sortering av proteiner?

Answer 1

För att upprätthålla cellens organisation så att rätt sak återfinns på rätt plats.

Question 2

2. Vilka övergripande principer finns för intracellular sortering av proteiner?

Answer 2

Vid start av translationen rekryteras ribosomala subenheter från en fri pool. Translationen kan sedan ske på fria ribosomer i cytoplasman eller på ribosomer bundna till Endoplasmatiska nätverket.

Båda mekanismerna har sin start i cytosolen.

Mekansimerna:

• Cotranslational import
• Posttranslational import

Question 3

3. Vilken skillnad finns mellan slätt och knottrigt (smoth and rough) endoplasmatiskt nätverk (ER)?

Answer 3

​Knottrigt:

• Har ribosomer knutna till membranytan
• Ribosomerna bildar proteiner som först transporteras in i nätverkets hålrum där proteinerna binds till transportvesikler, vilka sedan transporteras till golgiapparaten.

Slätt:

• Inga ribosomer knutna till sig.
• Här tillverkas i stället lipider (fetter) och fosfolipider, som bland annat används vid bildandet av cellmembran. I det glatta endoplasmatiska nätverket ombildas kolesterol till steroidhormoner, och detta nätverk utgör även ett lager av kalciumjoner, som fungerar som ett signalämne i cellerna.

Question 4

4. Vilka destinationer har proteiner som sorteras i ER?

Answer 4

• Lysosomer
• Sekretoriska vesiklar
• Plasmamembranet

Question 5

5. Vilka gemensamma egenskaper har de aminosyrasekvenser som utgör ER-signalpeptider?

Answer 5

• Innehåller en cleavage site
• Sekvens av 10-15 hydrofoba AA
• Minst 1 positivt laddad AA (basisk AA) nära aminoänden

• AA med polär sidokedja för cleavage site (ofta ala).

Question 6

6. Beskriv hur proteiner under translation lokaliseras till ER?

Answer 6

1. SRP binder till ER signal sekvens = blockar translation
2. SRP binder till receptor= ribosomen dockar membran
3. GTP binder till SRP-receptorn=nybildade polypeptid flyttar in till pore
4. GTP är nu hydrolyserat och SRP är släppt
5. Polypeptid förlängs och translocates in till ER lumen
6. Polypeptiden är klar och klyvs av signal pepsidase
7. släpps från membranet

Question 7

7. Varför inhiberas elongationen under ER lokaliseringsprocessen?

Answer 7

f

Question 8

8. Vad sker i ER med det nytranslaterade proteinet?

Answer 8

I ER sker modifiering av proteinet. (veckning, disulfidbindningar, glykosylering)

Question 9

9. Hur sker glykosylering av proteiner och varför?

Answer 9

1. Oligosackarider sätts på asparagin när proteiner passerat ER membranet.
2. Sockret sitter först på en lipid i ER membranet.
3. Sockret överförs till proteinet med hjälp av enzymet “oligosaccharyl transferase”

Varför: underlättar veckning av proteiner i ER

Question 10

10. Vilka grupper av proteiner transporteras till Golgiapparaten efter ER?

Answer 10

Proteiner med en signalpeptid

Question 11

11. Hur sker sortering av lysosomala proteiner?

Answer 11

1. Proteiner som ska sorteras till lysosomer binder till N-acetylglucosamine fosfotransferase (GlcNAc fosfotransferase) som sätter på mannose-6-fosfat på dessa proteiner
2. Lysosomala proteiner innehåller en komplex igenkännings-sekvens - “singal patch”- som låter dem interagera med enzymet GlcNAc fosfotransferase
3. Mannose-6-fosfat binder till en receptor, som styr lysosomala proteiner till särskilda transport- vesiklar.

Question 12

12. Beskriv principer för vesikeltrafik?

Answer 12

• bär proteiner från organell till organell
• bär molekyler från lumen av ett kompartment-> knoppas av från det membranet-> släpper molekylerna i ett annat kompartment genom endocytos
• kan bara ske mellan kompartments som är topologiskt eqvivalenta
• “sorting signals” talar om vart proteinet ska gå - signalen är i de transporterade proteinerna-> känns igen av sorting receptors-> behövs för att proteinet ska åka till ett porkomplex/translokator där den får plats.

Question 13

13. Proteiner som skall stanna i ER innehåller en speciell aminosyrasekvens, vilken?

Answer 13

f

Question 14

14. Vilken roll har coatproteiner i vesikeltrafik?

Answer 14

Det finns olika coat-proteiner för olika steg i den intracellulära vesikeltrafiken.

Exempel:

Clathrin hjälper till att böja membranet och på det viset att knoppa av vesikeln.

Question 15

15. Beskriv funktionen för SNARE proteiner i vesikeltrafik?

Answer 15

• Specifika interaktioner mellan SNARE molekyler på vesikeln (v-SNARE) och på målmembranet (t-SNARE) ger specificitet.
• SNARE proteiner används även vid utsöndring av neurotransmittorer.

Question 16

16. Vilka proteiner importeras med hjälp av chaperone molekyler?

Answer 16

Binder och stabiliserar oveckade eller delvis veckade proteiner och därmed skyddar dem från nedbrytning.

Question 17

17. Beskriv hur import av proteiner till mitokondrien går till?

Answer 17

1. Chaperon molekyler binder till polypeptider i cytosolen.
2. Transit sekvens binder till TOM receptor på mitokondrien
3. Cytosol chaperon molekyler detach med ATP-hydrolys medan polypeptider rör sig genom TOM och TIM in.
4. Mitokondrie-chaperonmolekyler binder och frisätter de polypeptider som går in i matrix, tillsammans med ATP-hydrolys
5. Polypeptid veck, med hjälp av en andra mitokondrie-chaperoner

Question 18

18. Viken funktion har HSP 70?

Answer 18

viktig del av cellens maskiner för proteinvikning och hjälper till att skydda celler från stress.

Question 19

19. Beskriv import av proteiner till kärnan?

Answer 19

1. NLS-innehållande protein binder till importin och flyttar till en kärnpor
2. NPC transporterar proteinkomplex till kärnan
3. Ran-GTP binder till importin, frigör protein som behövs i kärnan
4. Ran-GTP-importinkomplex transporteras tillbaka till cytoplasma
5. GTP-hydrolys åtföljt av frisättning av importin

Question 20

20. Vad är importiner? Hur fungerar de?

Answer 20

transporterar proteinmolekyler in i kärnan genom att binda till NLS.

Importin har två underenheter, importin α och importin ß. Medlemmar i importin-ß-familjen kan binda och transportera last själv, eller kan bilda heterodimerer med importin-a.