PBL Fall 4: Intracellulär sortering


Innehåll

  • Organellers funktion
    • Golgi
    • Er
    • Lysosom
  • Posttranslationell modifiering
    • Påsättning av kolhydrater
    • Prostetiska grupper
    • Veckning
    • Chaperones
  • Exo- och endocytos
    • Mikrotubulis roll
    • Vesiklar
  • Hyrdolaser
  • Hur påverkar pH enzymaktiviteter
  • Vad är fibroblaster
  • Glykoproteiner och protoglykaner
    • Roll/skillnad
    • Funktion

Sammanfattning 

Organellers funktioner

ER (Endoplasmatisk Reticulum)

Är dit proteiner kommer som ska till membran, lysosomer eller granula. Även proteiner som ska extracellulärt går hit. Här kommer det att sättas på kolhydrat till proteinerna, samma för alla (N-länkade).

Golgi

Golgi är en av organellerna som proteiner skickas till efter att de gått genom rough ER (den del av ER som har ribosomer runt sig) och är ett sista steg för vesiklar som ska ut till cellmembranet.

Lysosom

En lysosom är en vesikel som innehåller nedbrytande proteiner och material. Denna kan slås ihop med en fagosom (en vesikel med t.ex. bakterier) för att bryta ner den. Det smarta med Lysosomer är att deras enzymer kräver att pH är lågt (ca 5), vilket det också är i dessa. Det består genom att pumpar i membranet till vesikel ser till att det är så. Detta betyder att om vesikel skulle gå sönder och hydrolaser (nedbrytande enzymer) skulle läcka ut, så är de inte aktiva att skada cellen. Lysosomer kan även gå ihop och bryta ner hela organeller.

 

Membran


Posttranslationell modifiering

Olika proteiner ska åka till olika delar av cellen och även ut ur den. Detta sköts genom märkning med kolhydrater och struktur. Ska de till lysosomer, cellmembran eller ut ur cellen, så går de via Rough ER, Golgi. Ska de däremot till peroxisomer, mitokondri eller till cytosol direkt, så kommer de gå direkt till fria ribosomer.

Ribosomerna får proteinerna och vid speciell sekvens, SRP (Signal Recognition Pattern), så kommer ribosomernas transkription att pausa och protein binda in. Detta så att ribosomen kan ta sig till ER och därefter kopplas över dit. Det är så man vet att proteinet ska till ER. Det finns liknande för att ta in protein till cellkärnan NLP (Nucleus Location Patern)

 
 

Påsättning av kolhydrater

Påsättning och modifikation av kolhydrater på protein görs i ER och Golgi. ER sätter bara på N-länkade kolhydrater medan Golgi fortsätter modifierad N-länkning, samt kan sätta på O-länkad.För att N-länkning ska sättas på i ER krävs 3 saker:

  1. Proteinet måste finns i ER Lumen
  2. Där måste finnas en sekvens med ASN tillgänglig
  3. Den tillgängliga ASN sekvensen måste ha en omgivning enligt någon av följande tre:
    1. -ASN-X-SER-
    2. -ASN-X-THR-
    3. -ASN-X-CYS-

När ER sätter på kolhydrater på protein så görs detta genom hjälp av Dolichol. Detta är ett protein som bygger upp själva kolhydraten och för sedan över den till proteinet.

 
 

Prostetiska grupper

Prostetiska grupper är en co-faktor som behövs för att proteiner ska fungera, fast den sitter på hela tiden. Heme är en sådan till hemoglobin.

 

Veckning

Normalt veckas proteiner antingen av sig själv eller så behöver de hjälp av en chaperonesför att komma på plats. Protiner kan veckas i membran (SEC61) eller utanför. SEC 61 och SRP (Signal Recognition Particle) används för att protein ska hitta in i ER från Ribosomerna och antingen bli membranbundna eller tas in.

 
 

Om protein veckas fel eller får fel på sig går det tillbaka samma väg som det kom, baklänges.

 

Om det bildas och klumpas ihop många felveckade proteiner kommer cellen att svara på detta genom att aktiva UPR (Unfolded Protein Response):

  • Tillverka fler protein som ingår i veckning, typ Chaperones
  • Tillverka fler proteaser (bryta ner proteinerna som är felveckade)
  • Minska proteinsyntesen

Om dessa steg inte hjälper och läget inte kommer under kontroll kommer cellen att gå in i apoptos. Felveckade proteiner binder till EDEM (en chaperone) och märks för nedbrytning.

 

Chaperones

Kan både hjälpa till att vecka och hålla protein på plats. Kan även vara så att chaperones hjälper till att hålla protein oveckade tills de kommer på plats. Detta gäller när protein ska in via TIM (Transport Inner Membrane) och TOM (Transport Outer Membrane) komplex i mitokondrien. I det fallet veckas proteinerna av chaperones inne i mitokondiren istället. 

Transport till cellkärnan

Cellkärnan är känslig med vad den tar in och det finns speciella kanaler och protein som hjälper till att ta in och ut det som behövs. Nuclear import/export receptors är sådant.

 

Exo- och endocytos

Endocytos kan sker på flera olika sätt

  • Pinocytos (dricka partiklar)
  • Fagocytos (äta upp något, t.ex. bakterie)
  • Receptomedierad endocytos (triggas av en receptor)

Tre viktiga protein spelar in när en vesikel tas in via endocytos

  • Adaptin - Adaptorn som får Clathrin att binda med membranreceptor
  • Clathrin - Hjälper att forma vesikel
  • Dynamin - Snörper av vesikel från membranet
 

Vid exocytos har man ett annat problem, det är att vesikel måste komma nära och gå ihop med cellmembranet för att kunna släppas ut. Detta behöver man också hjälp av proteiner för att kunna utföra, eftersom utskicken på vesikel och membran är båda hydrofila. Därför finns det en del protein inblandat även här:

  • V-Snare - Kommer att binda ihop med ett T-snare för att dras ihop och på så sätt kommer nära.
  • T-Snare - Ihop med V-Snare dras de nära och slår ihop membranen
  • RAB-GTP - Får vesikel att röra sig genom att aktivera motorprotein

RAB-Effector (Teathering protein) - Ett protein som RAB kan locka till sig för att binda vesikel

 

 

RAB-proteiner guidar transport av vesiklar till deras målmembran, finns minst 9 olika och sitter då på membran på organeller, vesiklar, cellmembran osv. 

Mikrotubulis roll

Mikrotubuli är vad man kan kalla för vesiklars motorväg i cellen. Här jobbar två olika enzymer med att frakta vesiklar och organeller runt i cellen. Mikrotubuli är även en del av de fillament som ingår i cytoskelettet och även det som håller organeller på plats. 

  • Kinesin: Mot plus-polen, alltså ut från där det växer (mikrotubuli växer främst åt +, hållet).
  • Dynein: Drar mot minus-polen istället. 

Med hjälp av dessa två kan vesiklar transporteras åt båda hållen. Vesiklar har flera av dessa proteiner vardera och det är antalet som bestämmer vilket håll som kommer ha företräde. Dessa är alltså motorprotein.

 

 

Vesiklar

Vesiklar är membranbundna delar i cellerna som kan frakta olika delar. Dessa använda blanda annat vid:

  • Fagocytos (fago = äta)
  • Pinocytos (pino = dricka)
  • Endocytos
  • Exocytos
  • Transport av proteiner inom cellen
  • Behållar av lyserande molekyler (lågt pH, superoxid osv)
  • Lagra signalsubstans och mediatorer (cytokiner, Ca2+ osv)

Dessa har, precis som cellen, ett membran av lipider som omsluter.

Hydrofila änden av fosfolipider pekar ut från vesikel och in, medan svansarna (hydrofoba) möts för att bilda ett membran och skydda varandra från vatten.

 

Hydrolaser

Hydrolaser är en klass av enzymer som katalyserar hydrolys, alltså t.ex. sönderdelning av protein till aminosyror

 

Enzymaktiviteter av pH

Då proteiner är uppbygga av aminosyror och alla dessa har olika aktivitet vid olika pH världen, beroende på laddning och struktur, så påverkar detta även proteiner, deras veckning och aktiva säte. Detta beror på tillgången a H+ som behöves (vilket är det som en syra avger och en bas tas, om vi inte snackar Lewis syror/baser).

 

Fibroblaster

Fibroblaster är en typ av celler som producerar mycket av det extraceullulära matrix (ECM) som finns runt om. Detta består till stor del av kollagen IV.

 

Glykoproteiner och Proteoglykaner

Glykoproteiner är ett protein med påkopplad kolhydratester (oligosackarid) bundna till en del aminosyror. De är vanliga i cellmembran, med varierande funktion.

Skillnaden mellan Glykoproteiner(mest protein) och Proteoglykaner (mest kolhydrat) handlar om förhållande om vad som är mest, protein eller kolhydrat. 

Brosk har en del Proteoglykaner eftersom det är effektivt på att dra till sig vatten och på så sätt bilda en gel som behövs där.

 

N

Socker till N (Kväve),  ASN

O

Socker till O (Syre), SER, THE

P

Socker till P (Fosfat)

C

Socker till C (Kol), Mannos, Tryptophan