Убиквитин-зависимая система регуляции транспортных процессов. Везикулярный транспорт (лекция 5) презентация

мономерные белки
RING Cbl, Rsp5

ассоциированных
с протеасомами и эндосомами

аминокислоты, пептиды и свободный убиквитин

реакции, в которых участвует убиквитинированный белок

c-Сbl

Ubc7H

EGFR PDGFRHGFR
……..

их деградация
блокируется ингибиторами протеасом

А протеасомы узнают полиубиквитированные белки

Следовательно, рецепторы полиубиквитинируются, а протеасомы участвуют в регуляции эндоцитоза (опосредуют переход из ранних эндосом в поздние)

лизосомальной деградации

протеасом в клетке накапливаются высокоубиквитинированные формы белков, в норме подвергающихся деградации на протеасомах

2. В результате истощается внутриклеточный пул свободного убиквитина, и его становится недостаточно для нормального убиквитирования белков в новых раундах убиквитин-зависимых процессов

показано, что рецепторы (также как и другие трансмембранные белки, деградирующие в лизосомах) подвергаются мультиубиквитированию;

Моноубиквитирования трансмембранных белков достаточно для интернализации, по крайней мере в искусственных системах

сами убиквитинированы,
либо имеют домены, способные узнавать
убиквитинированные белки

убиквитинирует рецептор

Регулирует рекрутирование EGFR в ОЯ и его интернализацию

Участвуют в сортировке рецепторов из РЭ в ПЭ

МВТ, что ведет к его деградации в лизосомах

Ub-ligase

c-Cbl

по механизму обратной связи

неактивны

активны

Y1045

HRS

компоненты той же системы, которая обеспечивает формирование внутренних пузырьков МВТ, участвуют в сборке вирусных частиц HIV-1 на плазматической мембране

out

in

in

out

инициирует его протеасомную деградацию

TK

EGF

membrane

Y1045

GRB2 binding sites

c-Cbl

Nedd8 – Ubl в этом случае может быть и c-Cbl
Белки семейства Apg, участвующие в аутофагии (34)^^
Убиквитин-подобный белок - Apg8 (117 a.o) в дрожжах,
LC3A, LC3B, LC3C, GABARAP, GABARAP-L1,
GABARAP-L2/GATE-16, GABARAP-L3 – у млекопитающих
Система Е1, Е2 и Е3 тоже есть, работает по тому же принципу, но гомологии с соответствующими убиквитинирующими ферментами также отсутствует.

накоплении неправильно упакованных белков
При стимуляции аутофагии на основе «предшественника» аутофагосомы, фагофора, формируется т.наз. «изолирующая мембрана» , источником которой, как предполагают, могут служить мембраны АГ, ЭПР, внешняя мембрана митохондрий или эндосомы (???)

Ключевые регуляторы процесса – TOR (target of rapamycin) киназа
и PI3-киназа III-его класса VPS34, вовлеченная также в регуляцию эндоцитозного пути

nutrients

mTOR

Atg1-copmlex ( Atg1= Ulk1/2 in mammals)

+

-

inactive

active

+ Atg17, 29, 31 > аутофагия

Vps34-Vps30-Vps15 + Vps38 > сортировка в лизосомы
+Atg14 > аутофагия

Initiating phagophore

Vps34

DFCP1
WIPI1/2

DFCP1
WIPI1/2

Atg12-Atg5-Atg16L complex, acting as an E3-like enzyme of Atg8s (LC3)

enhancer)] рекрутируются и конъюгируются с фосфатидилэтаноламином (PE) на мембране фагофора. LC3-PE опосредует элонгацию мембраны фагофора.
GATE-16 работает после LC3 на стадии, связанной с диссоциацией «лигирующего комплекса» Atg12-Atg5-Atg16L.

LC3
GATE-16?

мишени.

Неправильно свернутые убиквитинированные белки в аггрегированном состоянии узнаются белками p62, Nbr1 (neighbor of Brca1),и Alfy (autophagy-linked FYVE protein)], которые способствуют дальнейшей олигомеризации. Убиквитинированные белки, связанные с адапторами через убиквитин-узнающие домены последних, включаются в фагофор за счет взаимодействия адапторов p62 and Nbr1 с LC3 или через асссоциацию of Alfy with Atg5 и PI3P на фагофоре, или за счет и того, и другого.

P62

Nbr1

Alfy

Митохондрии, пероксисомы
Различные убиквитинированные белки и их аггрегаты,
Убиквитинированные патогены (бактерии)

Зрелая аутофагосома взаимодействует с лизосомами.

несколько белков, которые деградируют в лизосомах, не подвергаясь убиквитированию

« недостаток аминокислот, индуцирующий аутофагию?

2. Как формируются фагосомы? Существует ли специфическое окаймление, участвующее в искривлении мембраны при формировании аутофагосомы?

Каким образом различные аутофагические комплексы рекрутируются к специфическим сайтам формирования аутофагосом? Участвует ли в процессе увеличения мембраны секреторная машинерия?

3. Действительно ли аутофагосомы формируются из различных источников? Отличаются ли фагосомы, сформированные из мембран ЭПР, от фагосом, возникших из митохондрии или плазматической мембраны?

Есть ли разница между аутофагосомами, сфорированными в обычных условиях роста и при воздействии стресса?

4. Как элонгируются АФ: за счет синтеза новых фосфолипидов или за счет слияния уже существующих везикул? Каков механизм замыкания АФ? Является ли этот процесс спонтанным, или результатом увеличения мембраны, или опосредуется специальными молекулами? Что стимулирует диссоциацию комплекса Atg12-Atg5-Atg16 с фагофора перед замыканием мембраны?

5. Как транспортная машинерия ( например, белки слияния SNAREs) доставляются к фагофору перед его слиянием с лизосомами? Участвует ли в этом процессе амфисомы ( гибридные органеллы аутофагосомы и эндосомы)?

6. Насколько селективно включается в АФ груз при стрессе? Действительно ли ЭПР и АГ подвержены неселективной аутофагии?

за счет растворения его мембраны в ЭПР

ER

G

+ BFA 5 min

15 min

В первых работах с BFA обнаружили, что он блокирует ARF1 в ГДФ-связанной форме, что препятствует сборке СОРI-окаймления

Сделали вывод, что роль окаймления заключается, в частности, в препятствовании неконтролируемой тубуляции мембран

медленно (в течение часов) тубулируются
Но на лизосомах нет ARF1 и COPI !!!
3. Кроме того, были обнаружены клетки Ptk1, в которых Гольджи не разбирается в ответ на добавление BFA, хотя COPI снимается с мембран

Следовательно,
поведение ARF1 и COPI
не являются причиной эффекта BFA

COPI уходят с мембран при действии BFA, а Гольджи остается интактным
Обнаружили, что BFA стимулирует АДФ-рибозилирование двух
белков – BARS50 и глицерофосфатдегидрогеназы GAPDH

В норме они блокируют тубуляцию, а после АДФ-
рибозилирования эта их функция нарушается

Механизм : BARS способен ацилировать LPA, т.е. модифицировать мембранные липиды,
У него есть Bar-домен, способный поддерживать высокую кривизну мембраны в тубуле
а GAPDH способна взаимодействовать с микротрубочками