Capítulo 8 8.1 – Introdução 8.2 – Passagem através da membrana requere um aparato especial...

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Capítulo 8 8.1 – Introdução 8.2 – Passagem através da membrana requere um aparato especial 8.3 – Translocação proteica pode ser pós- tradução ou co-tradução 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding proteico 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

aparato especial• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou

co-tradução• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding

proteico• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas

proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Figura 8.1:

Mapeamento da célula em termos dos possíveis destinos finais das proteínas recém-sintetizadas e dos sistemas que as transportam.

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Proteínas

Sintetizadas no citosol

Sintetizadas em organelos (mitocôndrias, cloroplastos)

Associadas a membranas

Não associadas a membranas

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução

• 8.2 – Passagem através da membrana requere um aparato especial

• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou co-tradução

• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding proteico

• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas

• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Translocação Proteica – processo de inserção ou passagem por uma membrana

Proteína

Proteínas entram no RE ou nas mitocôndrias ou cloroplastos ligando-se a um transloncon que as atravessa pela membrana

Proteína Transportador

Proteínas são transportadas para os peroxissomas por uma proteína de transporte

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Proteína Transportador

As proteínas entram no núcleo passando por poros nucleares muito grandes. Embora forneça o ambiente que permite ao substrato entrar ou sair, não fornece o aparato que se liga so substrato e o desloca.

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

aparato especial

• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou co-tradução

• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding proteico

• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas

• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Existem duas formas da proteína fazer o contacto inicial com uma membrana:

1. A proteína “nascente” associa-se ao aparato de translocação enquanto está a ser sintetizada no ribossoma – Translocação Co-Tradução

2. A proteína é liberada do ribossoma, após tradução, e difunde-se até à membrana apropriada onde se associa com o aparato de transporte – Translocação Pós-Tradução

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Ligados à membrana:

Translocação Co-Tradução é usada para proteínas que entram no RE. Consequentemente, o ribossoma localiza-se à superfície do RE.

Ribossomas Livres:

Todos os outros ribossomas estão localizados no citosol. O destino das proteínas sintetizadas é variado: transportadas para o núcleo; associadas a organelos através de translocação pós-tradução.

Localização dos ribossomas

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Figura 8.5:

Para se associar a uma membrana, a proteína necessita um sinal adequado, tipicamente um motivo (sequência)

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Figura 8.6:

O sinal para a translocação co-tradução localiza-se no terminal N, permitindo haver um reconhecimento do aparato de translocação. Isto acontece enquanto a proteína está a ser sintetizada.

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

aparato especial• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou

co-tradução

• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding proteico

• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas

• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Capazes de adquirir a sua conformação madura espontaneamente (auto-assemblagem)

Proteínas

Aquisição de estrutura correcta necessita ajuda de chaperones

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Figura 8.9:

Folding proteico dá-se por interacções entre superfícies reactivas, tipicamente cadeias laterais hidrofóbicas. Se o processo não for controlado poderão ocorrer interacções incorrectas, que terão repercussões na funcionalidade e viabilidade da proteína.

Chaperones controlam este processo.

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Chaperones são proteínas que controlam a assemblagem correcta fazendo com que a proteína alvo adquira uma possível conformação ao invés de outras.

Funcionam impedindo a formação de estruturas incorrectas

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

aparato especial• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou

co-tradução• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding

proteico

• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas

• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Chaperones

Ao sair do ribossoma a proteína encontra-se numa forma unfolded. Os chaperones irão influenciar o processo de folding espontâneo controlando a acessibilidade às superfícies reactivas.

Quando uma proteína é desnaturada, há novas regiões expostas que podem interagir. Chaperones são capazes de detectar isto e vão assistir na renaturação ou na sua remoção por degradação.

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Há dois grandes tipos de chaperones bem caracterizados:

•Sistema Hsp70 – consiste em proteínas individuais que se ligam, e actuam sobre, os substratos cujo folding deve ser controlado. Os componentes deste sistema são: Hsp70, Hsp40 e GrpE.

•Sistema Chaperonin – consiste numa larga estrutura oligomérica. As proteínas unfolded são inseridas lá dentro onde o ambiente protegido direcciona o folding. GroEL/GroES encontram-se em todas as classes de organismos. TRiC só é encontrado no citosol eucariótico.

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Figura 8.12: Sistemas e seus componentes

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

mecanismo especial• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou

co-tradução• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding

proteico• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas

proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas

• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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Figura 8.13:

Hsp40 liga-se ao substrato e depois o Hsp70. A hidrólise de ATP leva a uma modificação conformacional. GrpE desloca o ADP o que leva à libertação

dos chaperones. Podem ocorrer múltiplos ciclos.

Esta família é encontrada em bactérias, citosol eucariótico, RE, cloroplastos e mitocôndrias

Legenda: DnaJ (Hsp40); DnaK (Hsp70)

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A Hsp70 reconhece motivos hidrofóbicos na proteína. Numa proteína madura, bem estruturada, estes motivos fazem parte do interior (núcleo) hidrofóbico proteico. A exposição destes motivos, seja por desnaturação ou pelo facto de a proteína estar a ser sintetizada vai induzir a acção protectora dos sistemas de chaperones.

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Capítulo 8

• 8.1 – Introdução• 8.2 – Passagem através da membrana requere um

aparato especial• 8.3 – Translocação proteica pode ser pós-tradução ou

co-tradução• 8.4 – Chaperones podem ser requisitados para folding

proteico• 8.5 – Chaperones podem ser necessários pelas

proteínas recém-sintetizadas e desnaturadas• 8.6 – A família da Hsp70 é ubíqua

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8.7 – Hsp60/GroEL forma uma estrutura oligomérica em anel

A proteína alvo é levada para o

interior de uma estrutura cilíndrica

para folding ou degradação desta,

sendo um processo controlado

impossibilitando interações com

outras proteínas.

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Grande aparato formado por duas

subunidades:

• Hsp60 (GroEL) 14 subunidades

arranjadas em dois anéis heptaméricos

invertidos, constituindo um cilindro com

duas metades iguais.

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• Hsp10 (GroES) um heptâmero

formando uma cúpula oca que se

associa a uma das extremidades

do cilindro, como uma tampa.

GroEL: chaperonina (papel essencial)

GroES: co-chaperonina

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• Interações hidrofóbicas entre o substrato e resíduos de GroEL que estão expostos no interior da cavidade.

• Substrato e ATP se ligam ao mesmo anel de GroEL (anel proximal).

• Ligação de GroES ao anel proximal, induzindo mudança de conformação deste.

• Resíduos hidrofóbicos se ocupam da ligação de GroES.

• Substrato encontra-se em um meio hidrofílico, promovendo mudança na conformação do substrato.

• Hidrólise de ATP promove a energia necessária.• GroES e substrato são liberados.

Vários ciclos ocorrem até que a proteína alcance a conformação madura.

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8.8 – Seqüências sinais iniciam translocação

• Proteínas associam-se ao sistema ER somente no caso de co-tradução, ou seja, só enquanto estão sendo sintetizadas.

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• A seqüência sinal da proteína substrato é responsável pela sua associação à membrana.

Geralmente, uma seqüência de 15-30 aminoácidos N-terminais.

Diferentes sinais são necessários para indicar diferentes destinos das proteínas.

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8.9 – A seqüência sinal interage com SRP

Translocação (estágios):• Ribossomos carregando polipeptídios nascentes associam-se à

membrana.• Cadeia nascente é transferida para um canal e é translocada

através dele.

O agrupamento dos ribossomos à membrana requer uma partícula de reconhecimento de sinal (SRP), que se liga à seqüência sinal de uma proteína nascente secretada e à proteína localizada na membrana (receptor SRP).

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8.10 – SRP interage com receptor SRP

SRP é um complexo de

7S RNA com 6 proteínas.

Receptor SRP é um dímero

contendo subunidades SR

e SR: SR é uma proteína

de membrana integral enquanto

a SR possui uma porção que é

ancorada pela SR.

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SRP carrega GDP quando se liga à seqüência sinal. O ribossomo estimula a troca de GDP por GTP. Porém, a seqüência sinal inibe a hidrólise do GTP.

Tanto SRP quanto receptor SRP realizam hidrólise de GTP quando a seqüência sinal é transferida para membrana.

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8.11 – O translocon forma um poro

Translocon é o canal que atravessa a membrana do ER, formado por um complexo de proteínas residentes da membrana (Sec61, , ).

- Canal aquoso, possibilita a

passagem de proteínas hidrofílicas

através da membrana.

- O canal é fechado no interior do

ER para que não haja passagem

livre de íons.

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- Uma proteína nascente é transferida

diretamente do ribossomo para o

translocon. O ribossomo fecha o canal

na extremidade do citosol.

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8.12 – Translocação requer inserção no translocon e (às vezes) componentes adicionais são necessários

• Algumas proteínas nascentes

requerem a presença de componentes

adicionais, como por exemplo, TRAM

que estimula a translocação de todas

as proteínas.

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Um aparato mais complexo é necessário quando ocorre uma translocação pós-tradução.

O complexo Sec61 forma o canal,

mas outras quatro proteínas também

são necessárias, além do chaperone

BiP (membro da classe Hsp70) e de

suplemento de ATP. BiP impede que a proteína que está

sendo translocada volte para o citosol.

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8.13 – Translocação reversa manda proteínas para o citosol para degradação

• O ER funciona como um sistema de “controle de qualidade” em que

as proteínas que não se encontram em suas conformações adequadas

são identificadas e degradadas.

• Porém, a degradação não ocorre no ER e sim no citosol. Assim, tais

proteínas devem ser exportadas de volta para o citosol através da

translocação reversa.

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O translocon Sec61 é também utilizado, mas não há associação com o ribossomo.

Não se sabe ainda qual o

mecanismo de abertura do canal para

que a proteína possa atravessar a

membrana do ER até o citosol.

- Uma possibilidade é que a proteína

seja reconhecida por chaperones

que a transferem para o translocon.

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LGCM URLGA

8.14 – Proteins reside in membranes by means of hydrophobic regions

•Definição: as proteínas de membrana são aquelas que precisam do rompimento da membrana para serem liberadas

•Os resíduos interno e externo dessas proteínas podem variar de tamanho

•As proteínas com um único domínio transmembrana podem ser divididas em duas classes:

•Grupo I – o N-terminal da proteína é extracelular

•Grupo II – o N-terminal é intracelular

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•Proteínas transmembranas podem também contar vários domínios. Se esses forem em número par, o C e N-terminais serão no mesmo compartimento, se forem ímpar, estarão em áreas distintas

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•Os domínios transmembrana de proteínas com apenas um domínio não exercem funções importantes.

•Proteínas com múltiplos domínios, por sua vez, tem em sua região transmembrana papeis importantes.

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8.15 – Anchor sequences determine protein orientation

• O que distingue uma proteína de membrana de outras?– Seqüência sinal (tipo I e II)

– Seqüência “stop-transfer” aminoácidos hidrofóbicos, resíduos iônicos

• • Na inserção das proteínas do tipo I, a seqüência sinal no N-terminal.

• A seqüência stop-transfer está no C-terminal.

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•No caso de proteínas tipo II, a seqüência sinal e a seqüência de ancoragem (anchor sequence) estão combinadas.

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•A composição de aa é mais importante que a seqüência

•As extremidades são positivas e o interior é neutro

•As cargas positivas são localizadas no citoplasma

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8.16 – How do proteins insert into membranes?

•Ainda não é conhecido o mecanismo pelo qual as proteínas de membrana sai do canal e entra na bicamada lípídica

•Uma das possibilidades sugeridas (figura abaixo) é que existiria um mecanismo próprio de transferência direta para a membrana.

•Esse mecanismo é sempre determinado por uma seqüência transmembrana no poro.

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8.17 – Post-traslational membrane insertion depends on leader sequences

•Mitocôndrias e cloroplastos possuem mecanismos pós-traducionais que reconhecem a membrana externa da organela (figura)

•A proteína passa pela membrana, e a seqüência sinal é clivada por proteases na organela.

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•A seqüência sinal possui aminoácidos básicos e hidrofóbicos.

•O reconhecimento da seqüência não depende da seqüência em si, mas da capacidade de formar uma hélice que contenha um lado com aminoácidos hidrofóbicos e outro com aa básicos

•A seqüência sinal e o polipeptídeo se enovelam independentemente

•A seqüência deve ser capaz de formar uma estrutura capaz de ser reconhecida pelos receptores da organela

•O polipeptídio não desempenha nenhuma função no reconhecimento

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8.18 – A hierarchy of sequences determines location within organelles

•O caminho “default”das proteínas na mitocôndria é de se mover para a matriz•Proteínas que devem se dirigir para o espaço intermembrana para a membrana interna devem possuir um sinal adicional•A primeira parte do sinal indica qual é a organela de destino, e a segunda parte, qual é necessária se o destino não for a matriz•A primeira clivagem é necessária para as proteínas que residem na matriz. Caso o destino seja outro, uma segunda clivagem do sinal é necessária.•Ou seja, a proteína primeiro alcança a matriz para depois ir para o seu destino

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•A passagem pela membrana do cloroplasto é semelhante a da mitocôndria.

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8.19 – Inner and outer mitochondrial membranes have different translocons

Canal de translocaçâo

Componentes do canal . São dois os subcomplexos que são receptores

de superfície

Subcomplexos comdomínios

expostos no citosol.Reconhecem o N-terminal das proteínas exportadas

pra a mitocôndria

Receptores de proteínas em que a seqüência sinal

é interna

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•Os receptores de transporte da membrana são chamados TOC e TIC no cloroplasto e TOM e TIM na mitocôndria, sendo que eles se referem a membrana externa e interna, respectivamente.

•Na mitocôndria, as proteínas são passadas diretamente do TOM para o TIM.

•São dois os complexos TIM na membrana interna: Tim17-13 que transporta proteínas para o lúmen e Tim22-54 que transporta proteínas para a membrana interna.

•Na matriz, Tim17-23 se associa a Tim44, que por sua vez se associa as chaperonas Hsp70 e MGE

•Essa associação garante que a proteína não-novelada essa “puxada” corretamente pelo canal.

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•Para as proteínas acharem seu caminho do TOM para o TIM, elas são escoltadas por Tim9-10 e Tim8-13

•Tim9-10 pode dirigir o substrato tanto para Tim17-23 e 22-54

•Tim8-13 dirige para apenas Tim22-54

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• Uma proteína pode passar diretamente por TOM Tim9-10 Tim22-54

• É possível que uma proteína só tenha sua conformação correta na mitocôndria.

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8.20 – Peroxisomes employ another type of translocation system

•Todos os componentes dos peroxissomos são importados do citosol

•O transporte de proteínas é pós-traducional

•As proteínas importadas para a matriz possuem seqüências sinal pequenas, chamadas PTS1 e PTS2

•Os receptores do peroxissomos são o Pex5p e Pex7p

•As proteínas são importadas já enoveladas

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•Pex5p e Pex7p não são transmembrana, mas possuem uma grande região no citosol

•Elas ciclam as proteínas do citosol para o interior da organela

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Ruth Agostinho.

Abril, 2005

Capítulo 8 – Genes VIII

8.21. Bactérias usam translocação co e pos-translacional

8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

8.23 Sistema de tradução na E.coli independente do sistema Sec

8.24 Poros são usados para importação e exportação nuclear

8.25 Estrutura simétrica dos poros

8.26 O poro nuclear é uma estrututa tamanho dependente para substâncias pequenas

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Periplasma Memb. externa

Memb. interna

Fig.1: Destino das proteínas bacterianas.

8.21 Bactérias usam translocação co e pos-translacional

Proteínas produzidas no citoplasma podem manter-se no interior da célula ou ser secretadas.

Proteínas exportadas seguem vários destinos:

•é inserida na membrana interna;

•atravessa a membrana interna e vai para o periplasma;

•é inserida na membrana externa;

•atravessa a membrana externa e vai para o meio.

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8.21 Bactérias usam translocação co e pos-translacional

Este transporte de proteínas é levado a cabo por diferentes complexos proteicos da membrana interna, dependendo se vão dentro da membrana ou atravessá-la.

-A importação é feita tanto co como pos-translacionalmente.

-A secreção de algumas proteínas pode feita co como pos-translacionalmente.

As proteínas bacterianas exportadas possuem sequências N-terminal líderes com uma terminação N hidrofílica e um core hidrofóbico adjacente.

Mutações neste N-terminal impedem a secreção das mesmas. Estes genes são então suprimidos por mutações em outros genes, componentes do aparato de exportação proteico.

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8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

Sistema Sec é o mais bem caracterizado sistema de transporte de proteínas através da membrana.

Fig.2: Sistema Sec. Possui o translocon SecYEG embebido na membrana, a proteína associada SecA (empurra a proteína a ser transferida pelo canal), o chaperone SecB (transfere proteínas nascentes para o SecA) e a peptidase sinal (cliva as sequências N-terminais das protéinas translocadas).

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8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

Há duas maneiras de predominantes de dirigir uma proteína para o canal Sec:

- associá-la ao chaperone Sec B;

- associá-la à base 4.5S

•SecB é o menos abundante exercendo, no entanto, duas funções bastante importantes na promoção da exportação de proténas:

- comporta-se como um chaperone ligando-se a uma proteína nascente impedindo foldings indesejados;

- Tem afinidade com o SecA o que lhe permite ligar percursores de proteínas à membrana.

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•SecA é uma proteína membranar periférica com formas alternativas de se ligar à membrana:

-como proteína periférica associa-se à membrana devido à sua afinidade aos lípidos ácidos e aos SecY componente do translocon

-na presença de outras proteínas (SecD e SecF) compota-se como uma proteína de spanning, ou seja, como um motor que “puxa” a proteína do substrato através do translocon SecYEG.

8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

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8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

SecA tem também uma actividade de ATPase:

1. Liga-se a um percursor de proteína (transferida pelo SecB),

2. Liga-se a uma molécula de ATP,

3. ~20 aa são translocados através da membrana,

4. Hidrólise do ATP percursor liberta-se do SecA.

Fig.3: SecA insere a proteína no canal de membrana, translocação que requere a hidrólise do ATP e sucessivos associações e desassociações com o canal.

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8.22 Sistema Sec transporta proteínas para e através da membrana interna

Uma vez liberto do SecA, o percursor pode atravessar a membrana devido à diferença de potencial eléctrico ao longo da membrana.

Este mecanismo de transferência de percursores por diferença de potencial é incapaz de iniciar a transferência sozinho, mas uma vez iniciado o ciclo pela SecA ATPase, este é capaz de o continuar.

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8.23 Sistema de tradução na E.coli independente do sistema Sec

E.coli e organelos têm sistemas de translocação de proteínas muito relacionados.

E. coli desenvolveu um sistema alternativo que permite que certas proteínas sejam inseridas na membrana sem o auxílio de um aparato de translocação.

Fig.4: Contacto inicial electrostático.

- Regiões N e C-terminais da proteína interagem com as cabeças negativas dos fosfolípidos.

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Fig.5: Líder hidrofóbico inserido.

- A proteína penetra na membrana usando os grupos hidrofóbicos no N-terminal e uma sequência âncora interna.

- A hidrofobicidade (1) é a força principal para a translocação, embora possa haver uma outra força auxiliar (2) entre o periplasma positivo e a região ácida da proteína.

Força

Fig.6: Proteína translocada.

21

8.23 Sistema de tradução na E.coli independente do sistema Sec

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8.24 Poros são usados para importação e exportação nuclear

O transporte entre o núcleo e o citoplasma dá-se nos dois sentidos, do núcleo para o citolplasma e deste para o núcleo.

•Proteínas que são produzidas no citosol e são transportadas deste para o núcleo.

•RNA e proteínas sintetizados no núcleo e transportados para o citosol.

Fig.7: Substâncias importadas e exportadas pelo núcleo.

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8.25 Estrutura simétrica dos poros

Fig.8: Poros nucleares ao microscópio electrónico . Estruturas anelares.

Fig.9: Modelo a 3D de um poro nuclear. 8 sub-unidades.

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8.25 Estrutura simétrica dos poros

Fig.10: Componentes do poro nuclear.

•Anéis de ~120nm

•8 braços radiais responsáveis pelo ancoramento das unidades ao invólucro nuclear

•8 sub-unidades interiores que fecham o poro e reduzem o seu diâmetro para ~48nm.

•Dentro deste espaço está o transportador com uma abertura de ~10nm.

Cada unidade é constituída por ~30 partículas diferentes, proteínas estas encontradas nos dois lados do poro.

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8.26 O poro nuclear é uma estrututa tamanho dependente para substâncias

pequenas

A capacidade do material de difundir livremente pelos poros nucleares está limitada pelo seu tamanho.

•Membrana nuclear permeável a moléculas menores que 5000D (iões, nucleotídeos)

•Proteínas entre 5 e 50kD difundem a uma velocidade inversamente proporcional ao seu tamanho por difusão passiva.

•Proteínas maiores que 50kD entram no núcleo por transporte activo.

À medida que se aumenta o tamanho do material, a passagem pelo núcleo vai diminuindo. Proteínas maiores obrigam o núcleo a aumentar a sua área de passagem.

O núcleo tem um mecanismo de abertura que permite que o seu interior se expanda até ~20nm, à medida que o material o atravessa.

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URLGA

Proteínas requerem sinais para serem transportadas através do poro.

• Motivo de importação mais comum: NLS

• Não conservado;

• Forma, basicidade

• Resíduo de prolina que impede a formação

de uma alfa-hélice, resíduos hidrofóbicos raros;

• Bipartidos

• Reconhecidos pelo mesmo sistema de transporte.

• Motivo de exportação: NES

• sequencia de ~ 10 aminoácidos;

• Padrão de leucinas conservado

• Uma proteína pode ter tanto um NLS quanto um NES

• Podem operar constitutivamente ou de forma regulada.

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Receptores carreiam as proteínas transportadas pelo poro.

• Uma proteína carreadora transporta o substrato através do poro e depois deve retornar para um novo ciclo;

• Importinas e Exportinas;

• Vias múltiplas de transporte:

• Pelo menos 2 diferentes na importação de proteínas;

• Cada classe de RNA possui um sistema diferente de exportação;

• Cada transportador reconhece uma seqüência diferente em seu substrato: especificidade.

•O transporte pode ser dividido em duas etapas: ancoragem e translocação.

• Para a ancoragem é necessário uma fração proteica;

• Apenas na presença de ATP uma proteína pode ser translocada. Isso envolve uma diferente fração da proteína.

• O receptor é a peça alvo no processo de ancoragem: liga-se ao poro e ao substrato: monômeros ou dímeros

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Ran controla a direção do transporte• O poro nuclear não possui nenhuma proteína com atividade motora: Ran

• Proteína G monomérica em duas formas:

• Ran-GTP, no núcleo (Ran-GEF) – exportação;

• Ran-GDP, no citoplasma (Ran-GAP) – importação.

• Ex.: Importina-, NLS-proteína – estável com Ran-GDP

- Formação estável apenas no citoplasma

- Ran-GTP: dissociação do complexo no núcleo e

liberação do substrato.

• Após a liberação de um importina no núcleo, ela vira substrato para uma exportina;

• O transporte através do poro não exige energia: importinas e exportinas se movem pelo poro por difusão facilitada (?). Interação com nucleoporinas.

• O grau de interação dos diferentes transportadores com as nucleoporinas permitem o transporte em diferentes velocidades.

• O direcionamento do transporte durante a passagem através do poro ainda é desconhecido.

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RNA é exportado por diversos sistemas• O maiores substratos para exortação do núcleo são ribonucleoproteínas – ribossomos, mRNAs, snRNAs e tRNAs complexados a proteínas

• 3 primeiros: uma das proteínas do complexo exerce o papel de trabsportador.

• tRNAs ligam-se diretamente a uma proteína de exportação específica.

• Algumas proteínas vão e voltam ao núcleo constantemente:

proteínas ligadas a poly(A)-RNA – motivo responsável funciona como sinal os dois transportes.

• A distinção de um RNA processado de precursores não processados está relacionado ao tempo:

• Interação do transportador com proteínas do aparato de transcrição.

• Splicing deve terminar.

• Mex67 ou TAP: interação com nucleoporinas

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Ubiquitinação marca proteínas para degradação

• Degradação proteíca: marcação e proteólise.

• Marcação: Adição covalente de Ubiquitina – mediado por 3 componentes:

• Enzima ativadora de ubiquitina, E1, que se liga à ubiquitina com gasto de ATP;

• Transferência da ubiquitina à enzima conjugada a ubiquitina, E2;

• Ubiquitina ligase, E3, transfere a ubiquitina ao substrato através de uma ligação peptídica a um resíduo de lisina.

• A escolha dos substratos para degradação é feita por E3 e E2.

• Vários resíduos de ubiquitina devem ser adicionados ao substrato para que esta possa ser degradada pelo proteasoma.

• A ubiquitinação pode ser revertida por proteases que clivam o conjugado de ubiquitina.

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O proteasoma é grande máquina de degradação de proteínas ubquitinadas

• Uma célula contém diversas proteases com especificidades variadas

• Proteases envolvidas no processamento de proteínas para que estas adquiram sua forma madura;

• Proteases do lisossoma, que degradam proteínas importadas

para a célula

• O proteassoma, um grande complexo que degrada proteínas citoplasmáticas. Está envolvido tanto em degradação geral e eventos específicos de processamento (proteínas mal formadas).

• O proteassoma existe em duas formas:

• Um complexo 20S com atividade de protease.

• Proteínas adicionais convertem o complexo para a forma 26S. Tais unidades exercem atividade regulatória, conferindo especificidade. Tal conversão exige quebra de ATP.

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O proteasoma é grande máquina de degradação de proteínas ubquitinadas• O complexo 20S possui uma forma cilíndrica e os componentes adicionais se ligam ao final do cilindro. Os sítios proteolíticos estão no interior do cilindro e o acesso se da por uma fenda estreita – acesso de proteínas desnaturadas.

• O trabsporte e a hidrólise de proteínas marcadas exige a quebra

de ATP.

• O mecanismo proteolítico do proteasoma envolve o ataque da ligação peptídica pelo grupo hidroxila de uma resíduo de treonina.

• O proteasoma possui proteases com diferentes especificidades - diferentes subunidades .

• A degradação feita peloproteasoma é completa, sem que haja liberação de intermediários.

• Responsável por degradação em massa, degradação de novas proteínas mal formadas, clivagem de antígenos para apresentação via MHC e clivagem de proteínas relacionadas ao controle do ciclo celular.