VL 17: Grundlagen Proteinsekretion und Vesikeltransport Flashcards
Sekretorischer Pathway
Bei der Proteinsortierung gibt es einen sekretorischen und einen endocytischen Pathway. Proteine, die eine ER Signalsequenz tragen, werden am rauen ER synthetisiert und die neu gebildeten Polypetidketten in die ER Membran eingefügt oder sie durchqueren das ER Lumen.
Was passiert mit den neu gebildeten Polypetidketten im ER Lumen?
- (2) Sie werden in Transportvesikel verpackt, die aus dem ER austreten und zu neuen cis-Golgi-Cisternen verschmelzen.
- (3) Fehlerhafte Proteine und Proteine aus der Vesikelmembran, die recycelt werden müssen, werden durch Vesikel zurück zum ER transportiert.
Sekretorischer Pathway: Schritte 1-8
Was passiert mit cis-Golgi-Zisternen, die Proteine enthalten?
(4) Sie bewegen sich physisch von der cis zur trans- Seite des Golgi-Komplexes. Diesen Vorgang nennt man Cisternal Maturation, er wird nicht durch Vesikel vermittelt.
(5) Retrograde Transportvesikel transportieren Golgi-Proteine zurück in das richtige Golgi-Kompartiment.
Was passiert nach der Cisternal Maturation? Was ist konstitutive Sekretion? Was ist regulierte Sekretion?
(6) Bestimmte lösliche Proteine werden durch Transportvesikel an die Zelloberfläche gebracht und kontinurierlich sezerniert. Das nennt man konstitutive Sekretion.
(7) In bestimmten Zelltypen werden einige lösliche Proteine in sekretorischen Vesikeln gespeichert und erst bei Bedarf freigesetzt, wenn die Zelle eine hormonelles oder neuronales Signal erhält. (Regulierte Sekretion)
Was passiert mit Proteinen, die ins Lysosom sollen?
Was passiert beim Endozytischen Pathway?
(8) Sie wandern über Transportvesikel erst zum späten Endosomen und dann zum Lysosomen.
(9) Endozytischer Pathway: Durch Endozytose werden Membranproteine und lösliche extrazelluläre Proteine durch Vesikel aufgenommen, die aus der Plasmamembran austreten.
Diese können auch über das Endosom zum Lysozym gelangen.
Welche GTP bindenden Proteine initieren im ER und im Golgi die Abknospung von Vesikel?
- Sar im ER
- Arf im Golgi
Welche Aufgabe haben Sar und Arf?
G-Proteine
Welches Nukleotid trägt inaktiviertes Sar/Arf?
GDP
Was ist Sec12?
Membranlokalisierter GEF
Was passiert wenn Sar1-GDP auf Sec-12 trifft?
Nukleotidaustausch
Welche Eigenschaft hat Sar1-GTP im Vergleich zu Sar1-GDP ?
In der GTP-gebunden Form ist SAR1 in der ER-Membran verankert und ragt ins Cytosol.
Durch GTP Austausch ist Sar1 an der Membran verankert.
Wie bauen sich Vesikel durch die Hüllproteine COPII auf?
- Sar1 Proteine sind Bindungsstelle für den Sec23/24-Hüllproteinkomplexe (Untereinheiten von COPII).
- Membrantransportproteine binden spezifisch durch kurze Sequenzen (=Sortiersignale) an die COPII Untereinheiten, die eine Vesikelknospe bilden.
- Die Vesikelhülle ist vollständig, wenn ein weiterer Mantelkomplex (bestehend aus Sec13 und Sec31) um die Knospe gebildet wurde. (nicht gezeigt)
Wie werden die Vesikel abgebaut?
- Die Untereinheit Sec23 fördert die GTP-Hydrolyse von Sar1.
- Sar1-GDP wird aus der Vesikelmembran freigesetzt und bewirkt den Abbau der Hülle.
Jeder Hüllprotein-Typ wird für verschiedene Transportschritte verwendet.
Welche Hüllproteine gibt es?
Welche Transporte vermitteln sie?
- COPI: retrograder Transport im Golgi+vom Golgi zum ER
- COPII: Transport vom ER zum Golgi
- Clathrin: Transport von der Plasmamembran und Trans-Golgi-Netzwerk zu späten Endosomen
COPI, COPII und Clathrin benötigen welche G-Proteine?
Clathrin-Vesikel sind an der rezeptorvermittelten Vesikelbildung beteiligt.
Wo zum Beispiel im Lipidstoffwechsel?
Bei der Aufnahme von LDL.
Welche Rolle hat Dynamin bei der Vesikelbildung?
- Bei der Ausstülpung des Vesikels bildet Dynamin eine spiralförmige Struktur um den Hals des abknospenden Vesikels.
- Durch GTP-Hydrolyse dehnt sich die Spirale längsförmig aus und legt sich enger um den Hals, so dass die Vesikelmembran von der Ursprungsmembran abgeschnürt wird.
- Die Verengung der Dynaminspirale geht auf die Drehbewegung des Dynamin und der GTPase Aktivität zurück. Dynamin hat eine rechtsgängige Helix und die Drehbewegung durch GTP-Hydrolyse ist auch nach rechts. Dadurch verkürzt sich die Spirale.
