Πώς οι πρωτεΐνες ενσωματώνονται σε κυτταρική μεμβράνη
1. Εισαγωγή διαμεμβρανικής πρωτεΐνης :
Οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες είναι αυτές που καλύπτουν ολόκληρη την κυτταρική μεμβράνη, δημιουργώντας ένα κανάλι ή μονοπάτι για να περάσουν τα μόρια. Αυτές οι πρωτεΐνες τυπικά εισάγονται στη μεμβράνη κατά τη διάρκεια της σύνθεσής τους στο ριβόσωμα, σε μια διαδικασία που ονομάζεται συν-μεταφραστική εισαγωγή. Δείτε πώς συμβαίνει:
- Αναγνώριση πεπτιδίου σήματος:Το ριβόσωμα που μεταφράζει το mRNA για την πρωτεΐνη αναγνωρίζει ένα συγκεκριμένο πεπτίδιο σήματος (συνήθως υδρόφοβο) κοντά στο Ν-τελικό άκρο της αλληλουχίας πρωτεΐνης.
- αλληλεπίδραση με σωματίδιο αναγνώρισης σήματος (SRP):Το SRP συνδέεται με το πεπτίδιο σήματος, αναστέλλει τη μετάφραση και στοχεύοντας στο σύμπλοκο ριβοσώματος-mRNA στην μεμβράνη ενδοπλασματικού δικτυώματος (ER).
- Ενσωμάτωση μεμβράνης ER:Το SRP παραδίδει το σύμπλοκο ριβοσώματος-mRNA σε ένα translocon, ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών στη μεμβράνη ER που διευκολύνει την εισαγωγή πρωτεΐνης.
- μετατόπιση:Το ριβόσωμα επαναλαμβάνει τη μετάφραση και καθώς αναδύεται η εκκολαπτόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα, εισάγεται ταυτόχρονα στη μεμβράνη ER μέσω του translocon.
- Διάσπαση πεπτιδίου σήματος:Μόλις ολόκληρη η πρωτεΐνη, συμπεριλαμβανομένων των διαμεμβρανικών περιοχών του, εισάγεται στη μεμβράνη, το πεπτίδιο σήματος διασπάται από πεπτιδάση σήματος.
- Αναδίπλωση και στόχευση μεμβράνης:Η πρωτεΐνη μπορεί να υποβληθεί σε περαιτέρω αναδίπλωση και τροποποιήσεις στο ER πριν μεταφερθεί στον τελικό προορισμό της (π.χ. μεμβράνη πλάσματος, μιτοχόνδρια).
2. Μετα-μεταφραστική εισαγωγή μεμβράνης :
Ορισμένες πρωτεΐνες που δεν συντίθενται αρχικά με μια διαμεμβρανική περιοχή μπορούν να ενσωματωθούν στη μεμβράνη μετα-μεταφραστικά. Αυτή η διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει συγκεκριμένες αλληλουχίες στόχευσης μεμβράνης ή τροποποιήσεις που προκαλούν ένωση μεμβράνης. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:
-Μυριστοϋλίωση:Η μυριστοϋλίωση είναι η ομοιοπολική προσκόλληση του μυριστικού οξέος, ενός 14-άνθρακα κορεσμένου λιπαρού οξέος, σε συγκεκριμένα υπολείμματα γλυκίνης κοντά στο Ν-τελικό άκρο ορισμένων πρωτεϊνών. Αυτή η υδρόφοβη τροποποίηση μπορεί να βοηθήσει στην αγκυροβόληση της πρωτεΐνης στη μεμβράνη.
- Πρενυλίωση:Η πρενυλίωση περιλαμβάνει την προσκόλληση ισοπρενοειδών λιπιδίων (π.χ., φαρνεσυλ ή γερανυλγγερυλ-ομάδες) σε υπολείμματα κυστεΐνης κοντά στον Ο-τελικό άκρο των πρωτεϊνών. Η προνυλίωση προάγει επίσης την ένωση μεμβράνης και τη στόχευση.
- παλμιτοϋλίωση:Παρόμοια με τη μυριστοϋλίωση, η παλμιτοϋλίωση περιλαμβάνει την προσκόλληση του παλμιτικού οξέος, ενός άλλου κορεσμένου λιπαρού οξέος, στα υπολείμματα κυστεΐνης. Μπορεί να ρυθμίσει τον εντοπισμό των πρωτεϊνών και τη σταθερότητα στη μεμβράνη.
Αυτοί είναι μόνο μερικοί από τους μηχανισμούς με τους οποίους οι πρωτεΐνες μπορούν να ενσωματωθούν σε κυτταρική μεμβράνη. Οι ειδικοί μηχανισμοί ποικίλλουν ανάλογα με τη δομή, τη λειτουργία και την κυτταρική θέση της πρωτεΐνης.
