Vesikeltransport - Molekulare Mechansimen
Allgemeines
direkter, gerichteter, selektiver Transport von Membran- und löslichen Proteinen
diese Selektivität erhält den Unterschied zw den Kompartments
Vesikel-Coat
da wo Coat-Proteine an Membran assemblieren, entsteht Vesikel
inneren Coat
äußeren Coat
OCP: spezif. Coat Proteine: Clathrin, COPI, COPII
Adaptorproteine
binden OCP
und Cargo-Rezeptoren (interagieren mit löslichem Cargo)
--> somit wählen sie selektiv Cargo aus
und best. Cargo-Membranproteine
Clathrin (Golgi, Plasmamebran): Triskelion
wird vor Fusion (nach Budding) abgeworfen
Zusammenbau
Abbau
reguliert durch A) Phospho-Inositol-Phosphat & B) monomere GTPasen reguliert
A) PIP
B) coat-recruitment GTPasen (ARF/Sar1)
a) im cytosolischen Leaflet; durch Kinasen/Phosphatasen reguliert
b) Adaptorprotein bindet an spezif. PIP
c) und dadurch auch Cargorezeptor
d) an Adaptorprotein binden OCP
A) PIP
a) durch Phosphatasen PIP deP
b) keine Interaktion zw PIP und Adaptor mehr
c) Disassembly
a) ARF-GDP inaktiv
Fusion
b) GEF in ER-Membran --> aktivem ARF-GTP
c) durch Austausch --> Konfoänderung --> hydrophe Helix wird frei; Insertion in Membran (Membrankrümmung)
d) ARF interagiert mit Adaptor
e) Adaptor mit OCP und Cargorezeptor
B) GTPase
a) GAP --> ARF-GDP
b) Helix verschwindet --> Dissoziation von Membran
c) dadurch Disassembly
Membrane Bending Proteine
1) BAR-Domäne: Halbmond-förmig; + Ladungen interagieren mit - KG --> Krümmung
2) Proteine, die hydrophe Helix inserieren
3) Dynamin: bildet Spirale um Veskelhals; mit GTPase --> Konfoänderung --> Abschnürung
- Docking durch Rab-GTPasen (=Vesikel-Targeting-GTPasen)
- Fusion durch SNARE
a) Rab-GDP: inaktiv; durch Bindung an Inhibitor löslich in Cytosol
b) durch GEF aktiviert; Rab-GTP --> Lipidanker durch Konfoänderung freigesetzt; in Membran von Vesikel und Target
c) Rab-Effektoren ww mit Rab-GTP in Membran
d) Vesikel und Target interagieren über Tether-Effektoren
e) Vesikel zu Target gezogen
a) t-SNARE an Target (3 Helices)
b) v-SNARE an Vesikel (1 Helix)
c) winden sich umeinander --> 4-helix bundle
d) Membrane in nahen Kontakt (+ H2O wird verdängt)
e) Membrane fließen ineinader --> Fusion
4-Helix Bundle durch NSF (=ATPase) getrennt
Disassembly des Komplexes durch GAP --> Rab-GDP (keine hydrophobe Helix mehr)--> bindet an Inhibitor --> Rab löslich in Cytosol
Tether
Motorprotein --> Vesikel wird entlang wird entlang von Aktin oder MT transportiert
Rab-Domains
Assembly kontrolliert
Änderung der involvierten Rabs --> Änderung Organellidentität
versch Rabs binden versch Effektoren
zB Endosommaturation (early to late)
- Sekretorischer Pathway
- Endocytotischer Pathway
- Retrieval Pathway (Membran und ausgewählte Proteine zurück zu Herkunftsorganelle)
Rab ist der molekulare Marker, der Membrantyp definiert
e) Adaptor erzeugt Membrankrümmung --> kooperatives Assembly
plus: durch Zusammenbau des Coats wird Krümmung auf Membran ausegeübt
plus: Hsp70 Chaperon wirkt als uncoating ATPase
Rab-Kaskade (=Disassmbly&Replacement einer Rab-Domain)