Vezikuláris transzport

Az előadások a következő témára: "Vezikuláris transzport"— Előadás másolata:

1 Vezikuláris transzport
Dr. med. habil. Kőhidai László Egyetemi docens Semmelwesi Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet 2014. október 15.

2

3 Intracelluláris vezikuláris transzport
Kommunikáció – sejten belül; sejt-környezet Belső membránrendszer Anyagok felvétele és emésztés helyére (lizoszómák) szállítása - endocitózis Proteinek szállítása az ER-Golgi útvonalon a felszíni membránhoz - exocitózis

4 Vezikuláris transzport fő útvonalai a sejtben
In the biosynthetic secretory pathway (red arrows), proteins are translocated from the ER to the plasma membrane or (via late endosomes) to lysosomes In the endocytotic pathway (green arrows), molecules are ingested in vesicles derived from the plasma membrane and delivered to early endosomes and then (via late endosomes) to lysosomes Retrieval (Blue arrows) Many endocytosed molecules are retrieved from early endosomes and returned to the cell surface for reuse Some molecules are retrieved from the late endosome and returned to the Gogi Some are retrieved from the Golgi and returned to the ER

5 Figure 13-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

6 Intracelluláris vezikuláris transzport
A kétirányú, kompartmentek közti transzport egyensúlyban van Ezt a membránproteinek folyamatos visszaáramlása biztosítja

7 Bioszintetikus-szekréciós
útvonal Endocitotikus útvonal Helyreállító-fenntartó útvonalak

8 Transzport vezikulum A membránnal határolt vezikulumok meghatározott anyagokat szállítanak Szekréció Lizoszómális enzimek Membrán és ECM összetevői A szállítás irányát a membrán összetevői határozzák meg ld. donor és target compartmentek

9

10 A vezikuláris transzport molekuláris alapjai
A bioszintetikus-szekréciós és az endocitotikus útvonalak 10 vagy több kompartment között teremtenek kapcsolatot Megfelelő molekuláris egyezés (receptor/ligand) határozza meg a transzport irányát, a membránok fúzióját.

11 Burkos vezikulumok A burok szerepe:
Egyes membrán-komponenseket (pl. receptorok) meghatározott membrán-foltokba (patch) koncentrál A burokkal fedett felszín lefűződésének elősegítése – vezikulum képzés

12 Burkos vezikulumok típusai
Clathrin-burkos vezikulum COPI-burkos vezikulum COPII-burkos vezikulum Mindegyik típusra eltérő traszport jellemző

13 Clathrin-burkos vezikulum:
Golgi – plazmamembrán transzportok COPI- és COPII-burkos vezikulumok: dER - Golgi közti transzportok

14 A három burkos vezikulum morfológiailag is megkülönböztethető

15 Clathrin burkos vezikulumok

16 A clathrin-burok építőeleme a triskelion
Figure 13-7a, b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

17 A triskelion zikk-zakk és globuláris szerkezeti elemei
Clathrin-burok A triskelion zikk-zakk és globuláris szerkezeti elemei

18 Position of heavy and light chains in the wall
Clathrin-coat Position of heavy and light chains in the wall

19 Clathrin felépítésének összehasonlítása

20 Összefoglalás: Clathrin-burkos vesiculum

21 A clathrin-burok kialakulásában résztvevő
protein-protein és protein-lipid kapcsolatok

22 Emlősök clathrin-kötő fehérjéi

23 Clathrin-burkos vezikulum leválása
BUROK KÉPZÉS ÉS CARGO KIVÁLASZTÁS LEFŰZŐDÉS KEZDETE VEZIKULUM KÉPZŐDÉSE BUROK LEVÁLÁSA Alberts et all. Molecular Biology of the cell

24 Receptor-mediált endocitózis
A dynamin szerepe a lefűződés folyamatában A Dinamin egy G-fehérje, GTP-t köt és bont. Alberts et all. Molecular Biology of the cell

25

26 Receptor-mediált endocitózis
Alberts et all. Molecular Biology of the cell

27 Vezikuláris transzport: dER - Golgi

28 Figure 13-24b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

29 dER-Golgi: Előre haladó transzport – COPII (1)

30 Előre haladó transzport – COPII (2)
dER-Golgi: Előre haladó transzport – COPII (2) Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

31 dER-Golgi: Előre haladó transzport – COPII (3)
Figure 13-13d Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

32 Összefoglalás: COPII-burkos vesiculum

33 Figure 13-24b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

34 Golgi- dER: Retrográd transzport – COPI
Figure 13-24a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

35 Összefoglalás: COPI-burkos vesiculum

36 Vezikuláris transzort: A citoplazma egyéb részei

37 A ‘retromer’-t burkoló molekuláris komplex elemei
- Retrográd transzport endoszómákból a TGN-be - SNX1 - Sorting nexin-1 PX – phosphoinositide binding domain BAR – dimerization and membrane binding VPS =vacuolar protein sorting VPS26 VPS29 VPS35

38 A vezikulum célba juttatás fő lépései
SNARE – soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptor Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

39 A célbajuttató rendszer regenerálása
NSF – N-ethylmaleimide sensitive factor Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

40 A vezikulumok fúziójának lépései
Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

41 Molekuláris kölcsönhatások a fúzió során
– Transz-SNARE - Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

42 Homotipikus fúzió Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

43 Figure 13-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

44 SNARE proteinek szubcelluláris megoszlása
syntaxin VAMP SNAP-25 egyéb CCP – cl.-coated pit CCV – cl-coated vesic. DCV – dense core vesic. IC – intermed. comp. SNARE – soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptor

45 Figure 13-52 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

46 Figure 13-54 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

47 Endoszómális válogatás: ubiquitinált proteinek
Multivezikuláris testek ESCRT - endosomal sorting complex required for transport Figure Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

48 A transzport egyéb fontos elemei

49 G-proteinek szerepe a vezikuláris transzportban (1)

50 Rab-ciklus docking complex

51 G-proteinek szerepe a vezikuláris transzportban (2)

52 Phosphatidylinositol phosphat-ok jelentősége (1)

53 Phosphatidylinositol phosphat-ok jelentősége (2)

54 A vezikuláris transzport filogenezise

55 A vezikuláris transzportért felelős fehérjék
génjeinek feltételezett száma

56 SNARE-ek és az evolúció
S. cerevisiae H. sapiens

57 Exocitózis

58 Az exocitózis fő lépései
Figure 13-66a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

59 Figure 13-66b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

60 A szállított molekulák koncentrálása
membrán leválás révén Figure 13-65a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

61 Figure 13-72a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)