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Vesikeltransport - Molekulare Mechansimen (Vesikel-Coat (inneren Coat…
Vesikeltransport - Molekulare Mechansimen
Allgemeines
direkter, gerichteter, selektiver Transport von Membran- und löslichen Proteinen
diese Selektivität erhält den Unterschied zw den Kompartments
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
plus: durch Zusammenbau des Coats wird Krümmung auf Membran ausegeübt
Sekretorischer Pathway
Endocytotischer Pathway
Retrieval Pathway (Membran und ausgewählte Proteine zurück zu Herkunftsorganelle)
Vesikel-Coat
da wo Coat-Proteine an Membran assemblieren, entsteht Vesikel
inneren Coat
Adaptorproteine
binden OCP
und Cargo-Rezeptoren (interagieren mit löslichem Cargo)
--> somit wählen sie selektiv Cargo aus
und best. Cargo-Membranproteine
äußeren Coat
OCP: spezif. Coat Proteine: Clathrin, COPI, COPII
Clathrin (Golgi, Plasmamebran): Triskelion
wird vor Fusion (nach Budding) abgeworfen
Zusammenbau
A) PIP
a) im cytosolischen Leaflet; durch Kinasen/Phosphatasen reguliert
b) Adaptorprotein bindet an spezif. PIP
c) und dadurch auch Cargorezeptor
d) an Adaptorprotein binden OCP
e) Adaptor erzeugt Membrankrümmung --> kooperatives Assembly
B) coat-recruitment GTPasen (ARF/Sar1)
a) ARF-GDP inaktiv
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
Abbau
A) PIP
a) durch Phosphatasen PIP deP
b) keine Interaktion zw PIP und Adaptor mehr
c) Disassembly
plus: Hsp70 Chaperon wirkt als uncoating ATPase
B) GTPase
a) GAP --> ARF-GDP
b) Helix verschwindet --> Dissoziation von Membran
c) dadurch Disassembly
reguliert durch A) Phospho-Inositol-Phosphat & B) monomere GTPasen reguliert
Fusion
Docking durch Rab-GTPasen (=Vesikel-Targeting-GTPasen)
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
Tether
Motorprotein --> Vesikel wird entlang wird entlang von Aktin oder MT transportiert
d) Vesikel und Target interagieren über Tether-Effektoren
e) Vesikel zu Target gezogen
Disassembly des Komplexes durch GAP --> Rab-GDP (keine hydrophobe Helix mehr)--> bindet an Inhibitor --> Rab löslich in Cytosol
Rab-Domains
Assembly kontrolliert
Änderung der involvierten Rabs --> Änderung Organellidentität
versch Rabs binden versch Effektoren
zB Endosommaturation (early to late)
Rab ist der molekulare Marker, der Membrantyp definiert
Rab-Kaskade
(=Disassmbly&Replacement einer Rab-Domain)
Fusion durch SNARE
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