O sistema de endomembranas é formado por:

Transcrição

1

2 O sistema de endomembranas é formado por: o retículo endoplasmático liso o retículo endoplasmático rugoso (e envoltório nuclear) o complexo de Golgi o endossomos o lisossomos A constituição da membrana destas organelas é semelhante à da membrana plasmática. Apresentam uma face citossólica e uma face luminal.

3 RE rugoso RE liso Os espaços internos são denominados cisternas ou lúmen do RE

4 Síntese de proteínas para secreção/lisossomos (RE) Síntese de proteínas de membrana Transporte vesicular Síntese de lipídeos (REL) Degradação de biomoléculas (lisossomos)

5 As proteínas são trazidas para o RER assim que começam a ser sintetizadas. Em mitocôndrias, cloroplastos, núcleo e peroxissomos, a importação ocorre de forma póstraducional.

6 As proteínas que devem ser direcionadas para o RER apresentam uma sequência sinal de cerca de 20 aminoácidos, sendo uns 8 apolares. Essa sequência é reconhecida pela PRS, formada por RNA 7S e 6 cadeias polipeptídicas. bolso hidrofóbico rico em metioninas

7 Alberts, 5ª ed.

8 Lodish, 5ª ed.

9 As proteínas que devem ficar solúveis na luz do RE tem a sequência sinal clivada após a passagem pelo translocon

10 O translocon é capaz de se abrir tanto através da membrana, criando um poro, quanto lateralmente. Quando uma sequência sinalizadora de parada de transferência passa pelo translocon, a translocação pára e o translocon se abre lateralmente.

11 Neste caso, várias sequências repetidas de início de translocação e de parada de translocação são encontradas na sequência da proteína. As proteínas integrais de membrana apresentam segmentos com conformação secundária em -hélice, hidrofóbicos, as sequências de parada de transferência, que bloqueiam a translocação. O complexo Sec61 se abre lateralmente, e a proteína se difunde lateralmente.

12

13 As proteínas que passam pelo RE sofrem 4 modificações principais antes de alcançarem seu destino final: 1. Adição e processamento de carboidratos no RE e Golgi (Ser e Tre, O-ligados e Apn, N-ligados); 2. Formação de pontes dissulfeto ; 3. Dobramento apropriado e montagem de subunidades no RE; 4. Clivagens proteolíticas específicas.

14 A glicosilação ds proteínas no RE se inicia pela transferência de um oligossacarídeo básico contendo: 2 N-acetilglicosaminas (GlcNAc) 9 Manoses 3 Glicoses

15 Este oligossacarídeo se encontra no próprio RE, ligado a moléculas lipídicas de dolicol fosfato. O precursor Glc3Man9(GlcNAc)2 é transferido para resíduo de asparagina assim que esta adentra o RE. A transferência é realizada pelo complexo oligossacaril-transferase (OST). Alberts, 5ª ed.

16 Sequencialmente, são retirados 1 resíduo de glicose, depois dois resíduos e por fim um resíduo de manose.

17 Calnexina e calreticulina auxiliam o dobramento de glicoproteínas. 1. Após a adição do oligossacarídeo-base (Glc3Man9GlcNAc2), 2 glicoses são removidas pelas glicosidases I e II. 2. A glicoproteína monoglicosilada é capaz de interagir com as chaperonas calnexina e calreticulina. 3. As chaperonas medeiam a ação de uma enzima, que estabiliza a estrutura da proteína. 4. A clivagem do último resíduo de glicose pela glicosidase II termina a interação com as chaperonas. 5. Proteínas corretamente formadas poderão sair do RE, mas as mal formadas iniciarão um novo ciclo de glicosilação, ou serão encaminhadas para degradação.

18 Essa chaperona catalisa o estabelecimento de pontes dissulfeto entre resíduos de cisteína.

19 As proteínas que não são adequadamente dobradas e glicosiladas passam pelo translocon no caminho inverso, passando pelo processo de ubiquitinação que as encaminha para o proteassomo.

20 Principais vias de distribuição de proteínas. Co-traducional RER. Pós-traducional peroxissomos, mitocôndrias, núcleo

21 Função do sinal Importação para RE Sequência Sinal Cerca de 6-12 aa hidrofóbicos, precedidos de aa básicos, Arg e Lis terminal H3N Retenção no RE Importação para mitocôndrias Importação para o núcleo Lys-Asp-Glu_Leu terminal COO- (HDEL, KDEL) aa em hélice, Arg e Lys intercalando aa hidrofóbicos Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val Importação para peroxissomos Ser-Lys-Leu no terminal COO-

22 O complexo de Golgi corresponde a uma organização espacial específica de unidades funcionais denominadas dictiossomos. Posiciona-se entre o RE e a membrana plasmática, muitas vezes convexo na face relacionada ao núcleo e côncavo na face relacionada a MP. Cada dictiossomo é formado por: 1. Uma rede cis. 2. Cisterna cis 3. Cisternas médias 4. Cisterna trans 5. Rede trans (RTG de rede trans do Golgi) A rede e cisterna cis só recebem vesículas do RE.

23 Dictiossomo: conjunto de cisternas e vesículas associadas, uma unidade do Complexo de Golgi.

24 A adição de manose-6-fosfato dirige enzimas solúveis para os lisossomos. São gerados no cis-golgi por 2 enzimas residentes do Golgi: N-acetilglicosamina (GlcNac) fosfotransferase Fosfodiesterase remove o GlcNac

25 Face cis: Fosforilação do carbono 6 de um resíduo de manose na rede cis Cisternas mediais: Remoção de resíduos de manose, adição de resíduos de GlcNAc Oligossacarídeos O-ligados: glicosilação em grupos OH de serinas e treoninas Síntese da parte glicídica de proteoglicanas Cisternas trans: glicosilação terminal de oligossacarídeos N-ligados (podem ser complexos ou ricos em manose) sulfatação Rede trans e vesículas: Condensação Proteólise final Distribuição específica

26 Vesículas cobertas permitem direcionar conteúdos distintos para cada organela. 3 tipos: Vesículas cobertas por clatrina da membrana plasmática e do trans-golgi para os endossomos. Vesículas cobertas COP I transporte retrógrado Golgi - RER Vesículas cobertas COP II do RER para Golgi A polimerização das proteínas na face citossólica da membrana forma uma rede que induz a curvatura da membrana A formação de vesículas envolve: 1. Concentração 2. Acidificação bomba de prótons 3. Formação de moléculas proteicas maduras

27 1. Via de formação dos lisossomos 2. Via secretora constitutiva 3. Via secretora regulada

28 A cobertura de clatrina recobre a membrana externamente e se associa a ela através das adaptinas. As adaptinas reconhecem receptores transmembranosos envolvidos no reconhecimento das moléculas a ser transportadas.

29

30 Dinamina precisa clivar GTP para permitir a liberação da vesícula.

31 1. O brotamento da vesícula se inicia pela ligação de uma proteína ligante de GTP à membrana plasmática. 2. Proteínas de cobertura então se ligam ao domínio citoplasmático das proteínas transmembrana transportadoras e receptoras de carga. 3. Após perder sua cobertura proteica, a vesícula se funde com a membrana da organela de destino por interação entre proteínas SNARE cognatas (v-vesícula, t-target)

32 As proteínas que devem permanecer no retículo apresentam uma sequência de aminoácidos própria: Quando a proteína é erroneamente retirada do RE, receptores presentes na membrana do complexo de Golgi as reconhecem, e são formadas vesículas para devolução. As proteínas de membrana apresentam marcação do tipo KKXX ou KXKXX, ou por resíduos de arginina localizados lado a lado.

33 Via lisossomo Inespecífica, principal responsável pela degradação de proteínas ingeridas por fagocitose / pinocitose. Via ubiquitina-proteossomo Degradação específica de proteínas sintetizadas com defeito, ou que se tornaram desnecessárias.

34 Proteossomos podem ser encontrados no citoplasma e no núcleo. Complexo multienzimático cilíndrico, contendo uma câmara central e duas tampas, ca. 700 kda. Os anéis do cilindro central contém as enzimas proteolíticas. As proteínas marcadas para degradação nos proteossomos tem moléculas de ubiquitina ligadas covalentemente a seus resíduos de lisina.

35 3 enzimas - E1, E2 e E3 participam do processo. 1º : E1 cliva ATP, ativa a ubiquitina e a transfere para E2. 2º : A E2 tranfere a ubiquitina para E3, que interage com a proteína alvo. 3º : a E3 estabelece a ligação covalente entre a proteína alvo e a ubiquitina. O processo é repetido várias vezes, e a proteína é poli-ubiquitinada. O complexo prot-ubiquitina é reconhecido pela região da tampa e internalizado para clivagem proteolítica.

36 1o: acil-transferases transferem duas moléculas de ácido graxo da CoA para o glicerol-3-fosfato, formando o ácido fosfatídico.

37 2o: o ácido fosfatídico recebe diferentes tipos de grupamentos polares por ação de enzimas específicas e forma fosfatidilcolina / fosfatidilserina. Alguns fosfolipídeos sofrem processamento adicional na mitocôndria.

38 3o: enzimas genericamente denominadas flipases fazem a transferência de fosfolipídeos para o folheto interno do RE, gastando ATP. Outras transferências são mediadas nos dois sentidos pelo mecanimo de embaralhamento (scramblase).

39 Produção de partículas de lipoproteínas Fornecimento de membranas para formação dos autofagossomos Metabolização de substâncias tóxicas, por ação do citocromo P450. Este processo favorece a solubilização de compostos para permitir sua eliminação. Síntese de hormônios esteróides. Glicogenólise no fígado a glicose-6-fosfato obtida a partir do glicogênio citossólico é transportada para o lúmen do REL, onde a glicose-6-fosfatase remove o fosfato, liberando glicose para o citoplasma. Armazenamento de Ca++, internalizado por bombas, ligado a proteínas solúveis como calsequestrina, calreticulina.

40