Samenvatting cellulaire regulatiemechanismen
Bach 1 – SEM 2
Inhoudsopgave
DEEL 1: organisatie van de cel ..................................................................................................... 5
Hoofdstuk 1: sortering van eiwitten ......................................................................................... 5
1.1: sorteren naar de mitochondriën ................................................................................... 5
Eiwitten bestemd voor andere mitochondriale compartimenten ................................. 6
1.2: sorteren naar de peroxisomen ...................................................................................... 7
Transport van eiwitten naar de peroxisomale matrix ...................................................... 7
1.3: transport naar en van de kern ........................................................................................ 7
Transport van cytosol naar kern ........................................................................................ 7
Transport van de kern naar het cytosol ............................................................................ 8
1.4: import en modificaties van eiwitten in het ER .............................................................. 9
Route voor eiwitten die oplosbaar zijn: in het ER............................................................ 9
Route voor eiwitten die niet oplosbaar zijn: in membraan ............................................ 9
GPI-verankerde eiwitten ................................................................................................... 11
Proteïne vouwing, modificaties en kwaliteitscontrole .................................................. 12
Het proteasoom ................................................................................................................ 14
Hoofdstuk 2: Transport van vesikels ....................................................................................... 16
2.1: transport ER – Golgi – ER .............................................................................................. 16
2.2: het golgi-apparaat ........................................................................................................ 16
2.3: Trans Golgi naar lysosomen ......................................................................................... 17
2.4: Trans Golgi naar plasmamembraan ............................................................................ 18
Pathologie: mucoviscidose .............................................................................................. 19
2.5: vorming en fusie van vesikels ...................................................................................... 23
Vorming en fusie van vesikels.......................................................................................... 24
2.6: endocytose .................................................................................................................... 26
2.7: lysosomen – endocytose – autofagie .......................................................................... 27
Macroautofagie ................................................................................................................. 28
Microautofagie .................................................................................................................. 28
Microautofagie .................................................................................................................. 29
Pathologie: lysosomale stapelingsziekten (LSD) ............................................................... 29
Hoofdstuk 3: transport en metabolisme van lipiden ............................................................ 30
1
, 3.1: lipidentransport in de cel ............................................................................................. 30
Lipidentransport in de cel: via vesikels........................................................................... 31
Lipidentransport in de cel: via direct contact ................................................................ 31
Lipidentransport in de cel: via lipide-bindende transporteiwitten ............................. 32
3.2: lipidentransport over plasmamembraan .................................................................... 32
Via actief transport ............................................................................................................ 32
Via opname uit lipoproteïnen.......................................................................................... 33
3.3: regulatie van cellulaire lipidenmetabolisme .............................................................. 35
Pathologie: atherosclerose .................................................................................................. 38
DEEL 2: SIGNAALTRANSDUCTIE MECHANISMEN .................................................................. 40
Hoofdstuk 4: signaaltransductie ............................................................................................. 40
4.1: algemene begrippen: signaalmoleculen en receptoren ......................................... 40
4.2: signalen die door plasmamembraan .......................................................................... 42
Liganden & nucleaire receptoren ................................................................................... 42
Structuur van nucleaire receptoren ................................................................................ 43
Werkingsmechanismen van nucleaire receptoren........................................................ 44
4.3: signaaltransductie via stikstofdioxide ......................................................................... 45
Voorbeelden van pathologie........................................................................................... 45
4.4: signaaltransductie via plasmamembraan receptoren............................................... 46
Ionen-kanaal-receptoren.................................................................................................. 46
G-proteïne gekoppelde receptoren ............................................................................... 46
Receptoren met enzymatische activiteit ......................................................................... 46
4.5: G-proteïne gekoppelde eiwitten (GPCR) ................................................................... 47
4.6: tyrosine kinase & cytokine receptoren........................................................................ 51
Tyrosine kinase receptoren .............................................................................................. 51
Cytokine receptoren ......................................................................................................... 51
Tyrosine kinase & cytokine receptoren ........................................................................... 52
4.7: andere plasmamembraanreceptoren ......................................................................... 55
TGF-β receptoren .............................................................................................................. 55
NF-kB .................................................................................................................................. 55
Notch/delta receptor ........................................................................................................ 56
Deel 3: regulatie van celdeling en celdood .............................................................................. 58
Hoofdstuk 5: regulatie van de celcyclus ................................................................................ 58
5.1: celdeling en celcyclus ................................................................................................... 58
2
, Mitose (M – fase)............................................................................................................... 58
Meiose ................................................................................................................................ 61
Controlemechanismen van celcyclus ............................................................................. 62
Onderzoek naar controlemechanismen in de celcyclus .............................................. 65
5.2: initiatie van de celcyclus ............................................................................................... 66
5.3: controlepunten van celcyclus ...................................................................................... 67
Hoofdstuk 6: regulatie van celdood ....................................................................................... 70
6.1: kenmerken van het apoptotisch proces ..................................................................... 70
Onderzoek naar mechanisme ......................................................................................... 71
6.2: regulatie van apoptose ................................................................................................. 72
Intrinsieke weg (mitochondriale weg) ............................................................................ 72
Extrinsieke weg ................................................................................................................. 74
6.3: andere vormen van geprogrammeerde celdood ..................................................... 74
Autofagie ........................................................................................................................... 74
H7: kanker ................................................................................................................................. 76
7.1: ontstaan van kanker ...................................................................................................... 76
7.2: Eigenschappen van kankercellen................................................................................ 76
7.3: oncogenen & tumorsuppressor genen ...................................................................... 78
7.4: voorbeelden van oncogenen ...................................................................................... 79
Puntmutaties ...................................................................................................................... 79
Chromosomale translocatie............................................................................................. 81
Amplificatie van het gen .................................................................................................. 81
Virussen die oncogenen dragen ..................................................................................... 82
7.5: voorbeelden van tumorrepressor genen ................................................................... 83
Mutaties in het retinoblastoma ........................................................................................ 84
Mutaties in p53 .................................................................................................................. 84
Mutaties in PTEN ............................................................................................................... 85
Mutaties in TGFβ ............................................................................................................... 85
Mutaties in BRCA1 ............................................................................................................ 85
Multihit hypothese ............................................................................................................ 86
7.6: kankertherapie ............................................................................................................... 87
3
,4
,DEEL 1: organisatie van de cel
Hoofdstuk 1: sortering van eiwitten
Hoe komen eiwitten na hun synthese op de juiste plaats in de cel terecht?
Algemeen overzicht: sortering van eiwitten
3 “wegen”
- Cytosol: hier komen eiwitten die geen
verdere instructies krijgen om ergens heen te
gaan
- Secretonische weg: via het cytosol
- Muta peroxisomen: via het cytosol
De weg die ze moeten volgen wordt bepaald door de signaalsequentie
1.1: sorteren naar de mitochondriën
= eiwitten die in het cytosol terecht komen kunnen vb. naar de mitochondriën
gaan
Mitochondriën bestaan uit een binnen en buiten membraan
het binnen membraan bestaat uit “cristae” , dit zijn
een soort inkepingen
= het binnenmembraan is ontoelaatbaar:
moleculen kunnen er niet doorheen
Er is dus een speciaal transport nodig om de eiwitten doorheen het binnenste
membraan te krijgen
Eiwitten dragen altijd een signaalsequentie
Specifieke sequentie van aminozuren aan de N-terminus
Hierdoor weet het eiwit/de receptoren dat ze naar de mitochondriën
moeten
Enkel ongevouwen eiwitten worden geïmporteerd naar de mitochondriën
Het import proces:
De signaalsequentie is altijd positief geladen
5
, 1. Enkel ongevouwen eiwitten kunnen
getransporteerd worden →
chaperone eiwitten zorgen ervoor
dat de lineaire vorm wordt behouden
(als een eiwit toch een 3D vorm zou
hebben, zou de transporter “verstopt”
geraken)
2. In het buitenste membraan zit een
importreceptor: TOM eiwit
= zal het eiwit doorheen de buitenste
membraan halen
Het eiwit komt dan in de
intramembranaire ruimte terecht
3. Het eiwit kan in de intramembranaire
ruimte blijven of verder
getransporteerd worden naar het
binnenste membraan
4. In het binnenste membraan zit ook een importreceptor: TIM eiwit
5. Als een eiwit eenmaal getransporteerd wordt, moet dit proces ook
afgewerkt worden
6. Het proces eindigt altijd met de afsplitsing van de signaalsequentie door
een protease
Zo’n proces kost altijd energie: (3 plaatsen)
Chaperones die binden: zorgen ervoor dat het eiwit in lineaire vorm blijft
ATP: lage affiniteit
ADP: hoge affiniteit (chaperones klampen zich vast aan het eiwit)
Als het eiwit terug moet loslaten wordt ADP terug vervangen door ATP
Eiwit wordt niet door de transporter “geduwd”
= het wordt vastgegrepen door een eiwit
= via mechanische energie
Chaperones die binden in de mitochondriale matrix
Eiwitten bestemd voor andere mitochondriale compartimenten
Eiwitten kunnen ook naar andere plaatsen getransporteerd worden:
Integratie in het buitenste membraan: het wordt dan tegengehouden in het TOM
kanaal en gaat dan lateraal bewegen
Import in de intramembranaire ruimte: het eiwit beweegt enkel door het
buitenste membraan en wordt los gelaten in de intramembranaire ruimte
6
, Import in het binnenste membraan: het eiwit gaat door het binnenste en
buitenste membraan, het bevat ook een hydrofobe sequentie: deze weerhoudt het
eiwit in het binnenste membraan
1.2: sorteren naar de peroxisomen
Transport van eiwitten naar de peroxisomale matrix
Het import proces gebeurt in verschillende stappen:
1. Er zijn 2 signaalsequenties mogelijk:
= PTS1: wordt niet afgesplitst
= PTS2: kan afgesplitst worden
2. PEX5 receptoren zullen de sequenties
herkennen: zij brengen het eiwit naar het
peroxisomaal membraan, ze zullen dan binden
op een eiwit dat zich in het membraan bevindt
3. Er gebeurt translocatie: het peroxisomaal matrix
eiwit wordt afgesplitst, de receptoren worden
terug naar het cytosol gerecycleerd
4. Eiwitten kunnen gevouwen geïmporteerd
worden !!
De PEX eiwitten noemen peroxines en het proces is afhankelijk van ATP
1.3: transport naar en van de kern
Rond de kern bevindt zich de nucleaire enveloppe: deze bevat kanalen: nuclear pore
complexes (NPC)
Bestaat uit 8 filamenten die worden samengehouden door een ring
= basketbal net
Aan de cytosolische zijde bevinden zich ook filamenten
Transport van cytosol naar kern
= eiwitten die naar de kern moeten bevatten een nuclear lokalisatie signaal (NLS) : bestaat
meestal uit een kort domein van basische aminozuren
7
,Het importproces:
1. Het eiwit wordt gebonden door een importin
eiwit
= dit complex migreert door NPC
2. In de kern bindt het complex aan Ran-GTP :
dit kan in 2 toestanden voorkomen
= gebonden aan GTP of gebonden aan GDP
3. Door die binding verlaagt de affiniteit van
importin voor het eiwit en komt het eiwit vrij
in de kern
4. Het importin / Ran-GTP complex moet terug
gerecycleerd worden naar het cytosol
5. GTP zal gehydrolyseerd worden tot GDP door
de werking van Ran-GAP
6. Door de werking van Ran-GAP zal het importin weer vrijkomen in het cytosol
7. Erna moet Ran-GDP teruggebracht worden binnen de nucleus: dit gebeurt door
Ran-GEF : deze vervangt GDP door GTP
Transport van de kern naar het cytosol
NES: nucleaire exportsignalen
1. NES eiwit bindt met exportin en Ran-GTP
2. Dit complex gaat door de poriën van de nucleaire enveloppe
3. Ran-GAP (aan de cytosolische zijde): wordt Ran-GTP
gehydrolyseerd tot Ran-GDP
= de affiniteit voor het exportin zal dalen
4. Het eiwit zal vrijgezet worden en worden Ran-GDP
en het exportin gerecycleerd naar de nucleus
5. Ran-GDP wordt door Ran-GEF omgezet naar Ran-
GTP
8
,1.4: import en modificaties van eiwitten in het ER
Eiwitten bestemd voor het ER, lysosomen, Golgi, plasmamembraan, … volgen allemaal
dezelfde initiële weg
= ze worden gesynthetiseerd op het RER en gaan via het golgi apparaat naar hun
bestemming
= secretorische weg
Vanuit het endoplasmatisch reticulum
Eiwitten die niet oplosbaar zijn: komen in membraan
Eiwitten die oplosbaar zijn: blijven in ER of secretie
Route voor eiwitten die oplosbaar zijn: in het ER
= bevatten aan de N-terminus een signaalsequentie (zegt waar ze naar toe moeten)
Uit positief geladen aminozuren
Secretorische weg voor oplosbare eiwitten:
1. Tijdens de translatie wordt de signaalsequentie aangemaakt
2. De signaalsequentie wordt herkend door SRP (signaal recognition particle)
= deze is aanwezig in het cytosol
= de translatie stopt
3. Het SRP/ribosoom/signaalsequentie complex begeeft zich naar het ER membraan
= daar bindt het SRP aan een SRP receptor
4. Het SRP wordt afgesplitst en
teruggestuurd naar het cytosol, de
translatie gaat verder op het
membraan van het RER
5. De translatie gaat verder, en terwijl
wordt het eiwit getransloceerd
naar het lumen van het ER
= cotranslationeel transport
Route voor eiwitten die niet oplosbaar zijn: in membraan
Tijdens de verdere weg behouden ze altijd dezelfde oriëntatie: dezelfde segmenten van
het eiwit blijven naar het cytosol gericht
9
,Membraanspannende domeinen: vormen een alfa-helix waarin hydrofobe aminozuren
voorkomen
Topologie: aantal keer dat een polypeptide keten doorheen het membraan gaat
De topologie voor deze eiwitten wordt opgesplitst in 4 categorieën
= type I, II, III, IV
Type I eiwitten:
1. Bevatten een N-terminale
sequentie (zoals de oplosbare
eiwitten)
2. Er gebeurt dan cotranslationeel
transport (zoals oplosbare eiwitten)
3. Wanneer de hydrofobe sequentie in het kanaal terechtkomt: stopt de translatie
4. Door de Hydrofobiciteit kan deze sequentie lateraal bewegen
= stop transfer anker sequentie
5. De rest van het eiwit zal gesynthetiseerd worden maar blijft in het cytosol
Type II eiwitten (en type III eiwitten)
1. Hebben geen N-terminale sequentie & 1 interne hydrofobe sequentie (deze
vervangt de signaalsequentie & als membraan anker sequentie)
2. Translatie zal starten op een vrij ribosoom in het cytosol
3. Na de synthese van de signaalsequentie wordt deze gebonden aan het SRP, het
complex migreert naar het ER
4. De signaalsequentie bindt aan het translocatie kanaal
= de N-terminus zal naar het cytosol gericht zijn
10
Bach 1 – SEM 2
Inhoudsopgave
DEEL 1: organisatie van de cel ..................................................................................................... 5
Hoofdstuk 1: sortering van eiwitten ......................................................................................... 5
1.1: sorteren naar de mitochondriën ................................................................................... 5
Eiwitten bestemd voor andere mitochondriale compartimenten ................................. 6
1.2: sorteren naar de peroxisomen ...................................................................................... 7
Transport van eiwitten naar de peroxisomale matrix ...................................................... 7
1.3: transport naar en van de kern ........................................................................................ 7
Transport van cytosol naar kern ........................................................................................ 7
Transport van de kern naar het cytosol ............................................................................ 8
1.4: import en modificaties van eiwitten in het ER .............................................................. 9
Route voor eiwitten die oplosbaar zijn: in het ER............................................................ 9
Route voor eiwitten die niet oplosbaar zijn: in membraan ............................................ 9
GPI-verankerde eiwitten ................................................................................................... 11
Proteïne vouwing, modificaties en kwaliteitscontrole .................................................. 12
Het proteasoom ................................................................................................................ 14
Hoofdstuk 2: Transport van vesikels ....................................................................................... 16
2.1: transport ER – Golgi – ER .............................................................................................. 16
2.2: het golgi-apparaat ........................................................................................................ 16
2.3: Trans Golgi naar lysosomen ......................................................................................... 17
2.4: Trans Golgi naar plasmamembraan ............................................................................ 18
Pathologie: mucoviscidose .............................................................................................. 19
2.5: vorming en fusie van vesikels ...................................................................................... 23
Vorming en fusie van vesikels.......................................................................................... 24
2.6: endocytose .................................................................................................................... 26
2.7: lysosomen – endocytose – autofagie .......................................................................... 27
Macroautofagie ................................................................................................................. 28
Microautofagie .................................................................................................................. 28
Microautofagie .................................................................................................................. 29
Pathologie: lysosomale stapelingsziekten (LSD) ............................................................... 29
Hoofdstuk 3: transport en metabolisme van lipiden ............................................................ 30
1
, 3.1: lipidentransport in de cel ............................................................................................. 30
Lipidentransport in de cel: via vesikels........................................................................... 31
Lipidentransport in de cel: via direct contact ................................................................ 31
Lipidentransport in de cel: via lipide-bindende transporteiwitten ............................. 32
3.2: lipidentransport over plasmamembraan .................................................................... 32
Via actief transport ............................................................................................................ 32
Via opname uit lipoproteïnen.......................................................................................... 33
3.3: regulatie van cellulaire lipidenmetabolisme .............................................................. 35
Pathologie: atherosclerose .................................................................................................. 38
DEEL 2: SIGNAALTRANSDUCTIE MECHANISMEN .................................................................. 40
Hoofdstuk 4: signaaltransductie ............................................................................................. 40
4.1: algemene begrippen: signaalmoleculen en receptoren ......................................... 40
4.2: signalen die door plasmamembraan .......................................................................... 42
Liganden & nucleaire receptoren ................................................................................... 42
Structuur van nucleaire receptoren ................................................................................ 43
Werkingsmechanismen van nucleaire receptoren........................................................ 44
4.3: signaaltransductie via stikstofdioxide ......................................................................... 45
Voorbeelden van pathologie........................................................................................... 45
4.4: signaaltransductie via plasmamembraan receptoren............................................... 46
Ionen-kanaal-receptoren.................................................................................................. 46
G-proteïne gekoppelde receptoren ............................................................................... 46
Receptoren met enzymatische activiteit ......................................................................... 46
4.5: G-proteïne gekoppelde eiwitten (GPCR) ................................................................... 47
4.6: tyrosine kinase & cytokine receptoren........................................................................ 51
Tyrosine kinase receptoren .............................................................................................. 51
Cytokine receptoren ......................................................................................................... 51
Tyrosine kinase & cytokine receptoren ........................................................................... 52
4.7: andere plasmamembraanreceptoren ......................................................................... 55
TGF-β receptoren .............................................................................................................. 55
NF-kB .................................................................................................................................. 55
Notch/delta receptor ........................................................................................................ 56
Deel 3: regulatie van celdeling en celdood .............................................................................. 58
Hoofdstuk 5: regulatie van de celcyclus ................................................................................ 58
5.1: celdeling en celcyclus ................................................................................................... 58
2
, Mitose (M – fase)............................................................................................................... 58
Meiose ................................................................................................................................ 61
Controlemechanismen van celcyclus ............................................................................. 62
Onderzoek naar controlemechanismen in de celcyclus .............................................. 65
5.2: initiatie van de celcyclus ............................................................................................... 66
5.3: controlepunten van celcyclus ...................................................................................... 67
Hoofdstuk 6: regulatie van celdood ....................................................................................... 70
6.1: kenmerken van het apoptotisch proces ..................................................................... 70
Onderzoek naar mechanisme ......................................................................................... 71
6.2: regulatie van apoptose ................................................................................................. 72
Intrinsieke weg (mitochondriale weg) ............................................................................ 72
Extrinsieke weg ................................................................................................................. 74
6.3: andere vormen van geprogrammeerde celdood ..................................................... 74
Autofagie ........................................................................................................................... 74
H7: kanker ................................................................................................................................. 76
7.1: ontstaan van kanker ...................................................................................................... 76
7.2: Eigenschappen van kankercellen................................................................................ 76
7.3: oncogenen & tumorsuppressor genen ...................................................................... 78
7.4: voorbeelden van oncogenen ...................................................................................... 79
Puntmutaties ...................................................................................................................... 79
Chromosomale translocatie............................................................................................. 81
Amplificatie van het gen .................................................................................................. 81
Virussen die oncogenen dragen ..................................................................................... 82
7.5: voorbeelden van tumorrepressor genen ................................................................... 83
Mutaties in het retinoblastoma ........................................................................................ 84
Mutaties in p53 .................................................................................................................. 84
Mutaties in PTEN ............................................................................................................... 85
Mutaties in TGFβ ............................................................................................................... 85
Mutaties in BRCA1 ............................................................................................................ 85
Multihit hypothese ............................................................................................................ 86
7.6: kankertherapie ............................................................................................................... 87
3
,4
,DEEL 1: organisatie van de cel
Hoofdstuk 1: sortering van eiwitten
Hoe komen eiwitten na hun synthese op de juiste plaats in de cel terecht?
Algemeen overzicht: sortering van eiwitten
3 “wegen”
- Cytosol: hier komen eiwitten die geen
verdere instructies krijgen om ergens heen te
gaan
- Secretonische weg: via het cytosol
- Muta peroxisomen: via het cytosol
De weg die ze moeten volgen wordt bepaald door de signaalsequentie
1.1: sorteren naar de mitochondriën
= eiwitten die in het cytosol terecht komen kunnen vb. naar de mitochondriën
gaan
Mitochondriën bestaan uit een binnen en buiten membraan
het binnen membraan bestaat uit “cristae” , dit zijn
een soort inkepingen
= het binnenmembraan is ontoelaatbaar:
moleculen kunnen er niet doorheen
Er is dus een speciaal transport nodig om de eiwitten doorheen het binnenste
membraan te krijgen
Eiwitten dragen altijd een signaalsequentie
Specifieke sequentie van aminozuren aan de N-terminus
Hierdoor weet het eiwit/de receptoren dat ze naar de mitochondriën
moeten
Enkel ongevouwen eiwitten worden geïmporteerd naar de mitochondriën
Het import proces:
De signaalsequentie is altijd positief geladen
5
, 1. Enkel ongevouwen eiwitten kunnen
getransporteerd worden →
chaperone eiwitten zorgen ervoor
dat de lineaire vorm wordt behouden
(als een eiwit toch een 3D vorm zou
hebben, zou de transporter “verstopt”
geraken)
2. In het buitenste membraan zit een
importreceptor: TOM eiwit
= zal het eiwit doorheen de buitenste
membraan halen
Het eiwit komt dan in de
intramembranaire ruimte terecht
3. Het eiwit kan in de intramembranaire
ruimte blijven of verder
getransporteerd worden naar het
binnenste membraan
4. In het binnenste membraan zit ook een importreceptor: TIM eiwit
5. Als een eiwit eenmaal getransporteerd wordt, moet dit proces ook
afgewerkt worden
6. Het proces eindigt altijd met de afsplitsing van de signaalsequentie door
een protease
Zo’n proces kost altijd energie: (3 plaatsen)
Chaperones die binden: zorgen ervoor dat het eiwit in lineaire vorm blijft
ATP: lage affiniteit
ADP: hoge affiniteit (chaperones klampen zich vast aan het eiwit)
Als het eiwit terug moet loslaten wordt ADP terug vervangen door ATP
Eiwit wordt niet door de transporter “geduwd”
= het wordt vastgegrepen door een eiwit
= via mechanische energie
Chaperones die binden in de mitochondriale matrix
Eiwitten bestemd voor andere mitochondriale compartimenten
Eiwitten kunnen ook naar andere plaatsen getransporteerd worden:
Integratie in het buitenste membraan: het wordt dan tegengehouden in het TOM
kanaal en gaat dan lateraal bewegen
Import in de intramembranaire ruimte: het eiwit beweegt enkel door het
buitenste membraan en wordt los gelaten in de intramembranaire ruimte
6
, Import in het binnenste membraan: het eiwit gaat door het binnenste en
buitenste membraan, het bevat ook een hydrofobe sequentie: deze weerhoudt het
eiwit in het binnenste membraan
1.2: sorteren naar de peroxisomen
Transport van eiwitten naar de peroxisomale matrix
Het import proces gebeurt in verschillende stappen:
1. Er zijn 2 signaalsequenties mogelijk:
= PTS1: wordt niet afgesplitst
= PTS2: kan afgesplitst worden
2. PEX5 receptoren zullen de sequenties
herkennen: zij brengen het eiwit naar het
peroxisomaal membraan, ze zullen dan binden
op een eiwit dat zich in het membraan bevindt
3. Er gebeurt translocatie: het peroxisomaal matrix
eiwit wordt afgesplitst, de receptoren worden
terug naar het cytosol gerecycleerd
4. Eiwitten kunnen gevouwen geïmporteerd
worden !!
De PEX eiwitten noemen peroxines en het proces is afhankelijk van ATP
1.3: transport naar en van de kern
Rond de kern bevindt zich de nucleaire enveloppe: deze bevat kanalen: nuclear pore
complexes (NPC)
Bestaat uit 8 filamenten die worden samengehouden door een ring
= basketbal net
Aan de cytosolische zijde bevinden zich ook filamenten
Transport van cytosol naar kern
= eiwitten die naar de kern moeten bevatten een nuclear lokalisatie signaal (NLS) : bestaat
meestal uit een kort domein van basische aminozuren
7
,Het importproces:
1. Het eiwit wordt gebonden door een importin
eiwit
= dit complex migreert door NPC
2. In de kern bindt het complex aan Ran-GTP :
dit kan in 2 toestanden voorkomen
= gebonden aan GTP of gebonden aan GDP
3. Door die binding verlaagt de affiniteit van
importin voor het eiwit en komt het eiwit vrij
in de kern
4. Het importin / Ran-GTP complex moet terug
gerecycleerd worden naar het cytosol
5. GTP zal gehydrolyseerd worden tot GDP door
de werking van Ran-GAP
6. Door de werking van Ran-GAP zal het importin weer vrijkomen in het cytosol
7. Erna moet Ran-GDP teruggebracht worden binnen de nucleus: dit gebeurt door
Ran-GEF : deze vervangt GDP door GTP
Transport van de kern naar het cytosol
NES: nucleaire exportsignalen
1. NES eiwit bindt met exportin en Ran-GTP
2. Dit complex gaat door de poriën van de nucleaire enveloppe
3. Ran-GAP (aan de cytosolische zijde): wordt Ran-GTP
gehydrolyseerd tot Ran-GDP
= de affiniteit voor het exportin zal dalen
4. Het eiwit zal vrijgezet worden en worden Ran-GDP
en het exportin gerecycleerd naar de nucleus
5. Ran-GDP wordt door Ran-GEF omgezet naar Ran-
GTP
8
,1.4: import en modificaties van eiwitten in het ER
Eiwitten bestemd voor het ER, lysosomen, Golgi, plasmamembraan, … volgen allemaal
dezelfde initiële weg
= ze worden gesynthetiseerd op het RER en gaan via het golgi apparaat naar hun
bestemming
= secretorische weg
Vanuit het endoplasmatisch reticulum
Eiwitten die niet oplosbaar zijn: komen in membraan
Eiwitten die oplosbaar zijn: blijven in ER of secretie
Route voor eiwitten die oplosbaar zijn: in het ER
= bevatten aan de N-terminus een signaalsequentie (zegt waar ze naar toe moeten)
Uit positief geladen aminozuren
Secretorische weg voor oplosbare eiwitten:
1. Tijdens de translatie wordt de signaalsequentie aangemaakt
2. De signaalsequentie wordt herkend door SRP (signaal recognition particle)
= deze is aanwezig in het cytosol
= de translatie stopt
3. Het SRP/ribosoom/signaalsequentie complex begeeft zich naar het ER membraan
= daar bindt het SRP aan een SRP receptor
4. Het SRP wordt afgesplitst en
teruggestuurd naar het cytosol, de
translatie gaat verder op het
membraan van het RER
5. De translatie gaat verder, en terwijl
wordt het eiwit getransloceerd
naar het lumen van het ER
= cotranslationeel transport
Route voor eiwitten die niet oplosbaar zijn: in membraan
Tijdens de verdere weg behouden ze altijd dezelfde oriëntatie: dezelfde segmenten van
het eiwit blijven naar het cytosol gericht
9
,Membraanspannende domeinen: vormen een alfa-helix waarin hydrofobe aminozuren
voorkomen
Topologie: aantal keer dat een polypeptide keten doorheen het membraan gaat
De topologie voor deze eiwitten wordt opgesplitst in 4 categorieën
= type I, II, III, IV
Type I eiwitten:
1. Bevatten een N-terminale
sequentie (zoals de oplosbare
eiwitten)
2. Er gebeurt dan cotranslationeel
transport (zoals oplosbare eiwitten)
3. Wanneer de hydrofobe sequentie in het kanaal terechtkomt: stopt de translatie
4. Door de Hydrofobiciteit kan deze sequentie lateraal bewegen
= stop transfer anker sequentie
5. De rest van het eiwit zal gesynthetiseerd worden maar blijft in het cytosol
Type II eiwitten (en type III eiwitten)
1. Hebben geen N-terminale sequentie & 1 interne hydrofobe sequentie (deze
vervangt de signaalsequentie & als membraan anker sequentie)
2. Translatie zal starten op een vrij ribosoom in het cytosol
3. Na de synthese van de signaalsequentie wordt deze gebonden aan het SRP, het
complex migreert naar het ER
4. De signaalsequentie bindt aan het translocatie kanaal
= de N-terminus zal naar het cytosol gericht zijn
10
