Сортиране на протеини
232-233
Клетъчна организация. Вътреклетъчен транспорт
Биосинтезата на протеини започва върху свободни рибозоми (на диаграмата по-горе). Въпреки това, пътищата на синтезираните протеини скоро се разминават според тяхната функция: протеини, носещи сигналния пептид за ER в N-края ( 1 ), преминават през секреторния път (на диаграмата вдясно), докато други протеини, които нямат тази сигнална последователност, следват цитоплазмения път (на диаграмата вляво).
секреторен път. Рибозомите, синтезиращи протеин със сигнална последователност за SER, са свързани с мембраната на ендоплазмения ретикулум (виж стр. 226). Нарастващата пептидна верига се насочва през мембраната в лумена на RER. Последващият път на нарастващата верига се определя от присъствието на съответния сигнален пептид или сигнална област.
Протеините, които имат специална стоп сигнална последователност в нарастващата верига (4), остават в SER мембраната като интегрален мембранен протеин. Чрез механизма на везикуларен транспорт те могат да бъдат прехвърлени от RER към други органели (виж стр. 226).
Протеините, които влизат в лумена на RER, се транспортират по обичайния начин до апарата на Голджи и по-нататък до плазмената мембрана. Протеините, които остават в RER, като ензими за модификация на протеини, се връщат от апарата на Голджи към RER чрез обратен сигнал (2). Други протеини от апарата на Голджи навлизат в лизозомите (3, вижте стр. 228) или плазмената мембрана (като интегрални мембранни протеини или продукти на конститутивна екзоцитоза) или се транспортират от секреторни везикули (8) в извънклетъчното пространство (9; регулирана екзоцитоза).
цитоплазмен път. Протеините, които нямат сигнален пептид за SER, се синтезират в цитоплазмата насвободни рибозоми и остават в тази част на клетката. За последващ транспорт до митохондриите (5), ядрото (6) или пероксизомите (7), протеините трябва да имат специфични сигнални последователности.
B. Сигнали за сортиране на протеин
Сигналните пептиди са къси участъци, разположени в N- и С-краищата, по-рядко в централната част на полипептидната верига. Тези фрагменти имат характерни физико-химични свойства, като хидрофобен характер, наличие на положителен или отрицателен заряд, функционално по-важни от аминокиселинната последователност. Сигналните области са триизмерни структури на повърхността на протеина, съставени от различни фрагменти от една и съща или няколко пептидни вериги. Диаграмата показва някои от известните сигнални последователности и сигнални области. Последователностите са дадени с помощта на еднобуквен код за аминокиселини (вижте стр. 66). Например, последователността KDEL-COO - (2) определя афинитета на протеина към SER мембраната.
Сигналните пептиди, разположени на N- или С-края на полипептидната верига, след като изпълнят своята функция, се отстраняват от специфични хидролази. На диаграмата тези ензими са показани като ножици. Ако в протеина има няколко сигнални последователности, те се изтриват една по една. Такъв е случаят например, когато протеините се внасят в митохондриите и хлоропластите, когато повечето протеини трябва последователно да преминат през няколко мембрани.