Cílení proteinů

Cílení proteinů je biologický mechanismus, umožňující transport proteinů na místo potřeby uvnitř buňky, nebo mimo ni. Může jít o transport z místa syntézy samotného proteinu přímo na místo užití, nebo jeho transport z cytosolu do jiných organel, konkrétně endoplazmatického retikula nebo Golgiho komplexu, kde dochází k jeho dalším úpravám. Tento mechanismus je stěžejní pro správný chod organismu, jelikož chyby v cílení proteinů mohou vést k problémovému chodu organismu, což může být v některých případech fatální.

Schéma thylakoidiálního cílení proteinů

O tom, kam bude po syntéze bílkovina dále poslána, se rozhoduje již během translace, kdy peptid i po jejím ukončení zůstává v cytosolu, nebo je předán endoplazmatickému retikulu, kde probíhají další posttranslační úpravy. Protein je poslán do endoplazmatického retikula v případě, že obsahuje aminosekvenci tzv. signální peptid. Většinou se jedná o proteiny, které jsou dále využívány samotným endomembránovým systémem.

Proteiny, které signální protein nemají, zpravidla nadále zůstávají v cytosolu. Pokud však mají předpoklady k využití jinými organelami jako jsou mitochondrie, chloroplast nebo jádro, jsou po proběhnutí translace transportovány tam.

Využití proteinů buněčnými organelami

Mitochondrie

Většina mitochondriálních proteinů je syntetizována jako cytosolové prekurzory, které obsahují absorpční peptidové signály . Cytosolické chaperony dodávají preproteiny do specifických receptorů v mitochondriální membráně . Preprotein s presekcí cílenou na mitochondrie je vázán receptory a GIP (General Import Pore) na vnější membráně . Preprotein je translokován přes TOM jako tenká smyčka. Preprotein je transportován přes intermembránový prostor malými TIM (které také působí jako molekulární chaperony ) k TIM23 nebo 22 (Translocase of Inner Membrane) na vnitřní membráně . V matrix je cílová sekvence odštěpena pomocí mtHsp70.

Presekvence TIM23 (translocase23) se nachází na mitochondriální vnitřní membráně a spustí protein tvořící póry, který váže prekurzorové proteiny svým N-koncem . TIM23 působí jako translokátor preproteinů pro mitochondriální matrix, vnitřní mitochondriální membránu i pro intermembránový prostor. TIM50 je vázán na TIM23 na vnitřní straně mitochondrií, aby vázal presekvence. TIM44 je vázán na straně matrix a je vázán na mtHsp70.  

Chloroplasty

Preprotein pro chloroplasty může obsahovat stromální importní sekvenci nebo stromální a thylakoidovou cílící sekvenci. Většina preproteinů je přemístěna prostřednictvím komplexů Toc a Tic umístěných uvnitř obalu chloroplastu. Ve stromě je stromální importní sekvence odštěpena a poskládána do finální formy.

Peroxizomy

Všechny peroxizomální geny jsou kódovány geny nacházejícími se v jádře.

K dnešnímu dni existují dva typy známých peroxizomálních zaměřujících signálů (PTS):

PTS1 : C-terminální tripeptid s konsenzuální sekvencí (S / A / C) - (K / R / H) - (L / A). Nejběžnějším PTS1 je serin - lysin - leucin (SKL). Většina proteinů peroxizomální matrix má signál typu PTS1.

PTS2 : nonapeptid umístěný blízko N-konce s konsenzuální sekvencí (R / K) - (L / V / I) -XXXXX- (H / Q) - (L / A / F) ( kde X může být jakákoli aminokyselina).

Existují také proteiny, které nemají žádný z těchto signálů. Jejich transport může být založen na takzvaném mechanismu „piggy-back“: takové proteiny se sdružují s matrix proteiny, které mají PTS1, a spolu s nimi jsou přemisťovány do peroxisomální matrix.

Nemoci

Vadný přenos peroxizomálních proteinů se vyskytuje u následujících chorob:

• Zellwegerův syndrom
• Adrenoleukodystrofie
• Refsumova nemoc

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Protein targeting na anglické Wikipedii.