Vl 17: Vesikeltransport II Flashcards
Zielsteuerung und Fusion von Vesikeln
Damit das Targeting gewährleistet ist, tragen alle Transportvesikel Oberflächenmarkierungen, die sie nach Ursprung und Art der Fracht spezifizieren.
Die Zielmembranen besitzen komplementäre Rezeptoren, die diese Marker erkennen. Dieser Vorgang läuft in 2 Schritten ab.
Was passiert?
- Rab-Proteine und Rab-Effektoren dirigieren das Vesikel zu spezifischen Stellen auf der Membranoberfläche.
- SNARE-Proteine und SNARE-Regulatoren vermitteln die Fusion des Vesikels mit der Lipiddoppelschicht.
Was ist die Aufgabe von Rab-Proteinen?
Oberflächenmarker für die Identifizierung jedes Membrantyps und die Lenkung des Vesikelverkehrs
Was ist Rab-GDI?
GDP-Dissoziationsinhibitor von Rab
Welche drei Rab Effektoren Typen gibt es?
Es gibt verschiedene Effektoren:
* Manche sind Motorproteine, die die Vesikel entlang von Aktinfilamenten oder Mikrotubuli ziehen.
* Andere sind Ankettproteine, die z.B. als “Angeln” dienen und sich ausstrecken können um zwei mehr als 200 nm entfernte Membranen zu verbinden.
* Rab-Effektoren können auch mit SNAREs wechselwirken und so Membranankettung mit Fusion koppeln.
Rab 5 Domäne
Rab5 baut sich auf Endosomen auf und vermittelt das Einfangen endocytotischer Vesikel über Ankettproteine.
Was passiert, wenn Rab5-GDP/GDI Komplex auf ein Rab5-GEF trifft?
GDI wird freigesetzt und Rab-GTP gebildet
* Membranverankerung
-> Rekrutiert weiteres Rab5-GEF
-> Weitere Rab5-Proteine werden stimuliert
* Aktivierung der PI3-Kinase
-> Umwandlung von PI zu PI(3)P
-> Bindet einige Rab-Effektoren und Ankettproteine
-> Lokale Membrananheftung wird stabilisiert
Welche verschiedenen SNAREs gibt es?
Wie interagieren sie miteinander?
Vesikelmembran-SNAREs (v-SNAREs)
Targetmembran-SNAREs (t-SNAREs).
Bilden komplementäres Paar: trans-SNARE-Komplex, der die Membranen miteinander verbindet.
v-SNAREs bilden mit t-SNAREs trans-SNARE-Komplexe. Wie katalysieren diese die Membranfusion?
Wenn sich die Helices der SNAREs umeinander wickeln, um die Membranseiten aneinander zu ziehen, wird Wasser aus dem Spalt verdrängt.
Die Lipidmoleküle der beiden cytosolischen Membranseiten fließen zusammen und bilden einen verbindenden Stiel, nichtcytoslische Lipide bilden eine neue Lipiddoppelschicht.
Dissoziation der SNARE-Paare
Das NSF Protein, eine hexamere ATPase, katalysiert den Trennvorgang. Was macht das Protein?
NSF bindet an dem Komplex und hydrolysiert mit Hilfsproteinen (zB. Alpha SNAP) ATP.
Die Energie der ATP-Hydrolyse wird genutzt um die engen WW zwischen den SNARE-Domänen aufzulösen.
Beschreibe die Membranfusion eines Vesikels und den Abbau.
- Aktiviertes Rab-Protein dockt via Lipidanker an Vesikel, Bindung an Rab-Effektorprotein
-Komplex an der Plasmamembran - v-SNARE (hier Vamp) interagiert mit t-SNARE (hier Syntaxin und SNAP25)
-> SNARE-Komplex - Membranfusion
- NSF löst SNARE-Komplex durch ATP-Hydrolyse auf, zeitgleich wird Rab-GTP zu Rab-GDP hydrolysiert und dissoziiert vom Rab-Effektorprotein ab
Wie werden Rab5 Domänen reguliert?
Kontrollierte Zyklen von GTP-Hydrolyse und GDP-GTP-Austausch regulieren Größe und Aktivtät dynamisch.
Welchen Einfluss haben Tetanus und Botulin Toxine auf den Vesikeltransport?
- Toxine sind Zink-Proteasen.
- Sie spalten das v-SNARE-Protein Synaptobrevin.
- Synaptobrevin wird für die Freisetzeung von ACh an der neuromuskulären Synapse gebraucht.
Virale Fusions Proteine und SNAREs benutzen vergleichbare Mechanismen zur Membranfusion.
An welchen Zelloberflächenrezeptoren binden HI-Viren und wie gelangen sie in die Zelle?
An den Chemokinrezeptor und CD4.
Die Virusmembran wird in die Zellmembran inseriert, es kommt zur Konformationsänderung des Virus und zur kompletten Fusion der Membran.
Das virale Nucleocapsid kann nun freigesetzt werden.
Warum sind Rab-Proteine ideale Marker für die Identifizierung jedes Membrantyps und für die Lenkung des Vesikelverkehrs?
Weil sie hoch selektiv auf die Membransysteme verteilt sind.
Welche Bereiche des Vesikelverkehrs regeln Rab1, Rab2 und Rab5?
- Rab1: ER + Golgi
- Rab2: Cis-Golgi-Netzwerk
- Rab5: Endosomen, Plasmamembran und Clathrin beschichtete Vesikel
Welches Nukleotid trägt inaktives Rab?
Woran ist es im Cytosol noch gebunden?
GDP
Rab-GDI
Wie wird Rab-GTP auf den Vesikeln erkannt?
Sobald Rab-Proteine GTP gebunden haben, sind ihre Lipidanker zugänglich. Dadurch können sie an Rab-Effektorproteinen binden und die Membranankettung und -fusion wird vermittelt.
