結構生物化學/膜運輸
許多方法,如生物化學和遺傳學方法,已被用於確定蛋白質分泌和胞吞的過程。這些過程很重要,因為它探索了許多涉及細胞生物學和人體生理學的新問題。
高爾基體由微管組成,微管產生分散的微堆,用於蛋白質分泌。高爾基體包含細胞隔室堆疊、扁平的池。這些細胞隔室定義了高爾基體網路隔室的順面、中面和反面。細胞隔室,順面高爾基體 SNAREs 比反面高爾基體 SNAREs 表現出更少的活躍運輸。不幸的是,高爾基體內部和周圍的蛋白質定位不能揭示囊泡的運輸方向,以及它們即將離開還是到達。
已鑑定出兩種型別的 COPI 包被囊泡。一種型別包含 KDEL 受體,它們充當從高爾基體到內質網 (ER) 的逆向載體。另一種型別攜帶高爾基體限制的 GS28 SNARE 蛋白以及順向貨物。一項使用高爾基體系繩分離不同型別高爾基體衍生運輸囊泡的實驗進行了。在體外產生了 COPI 囊泡,發現它們富含 Golgin-84。CASP,一種 Golgin 可以結合 Golgin-84 並定位於池膜。CASP 囊泡缺乏 p24 家族成員,但被高爾基體酶和甘露糖苷酶 I 和 II 取代。這種取代證明這些囊泡是用於運輸的逆向載體。相反,p115 蛋白囊泡富含 p24 家族成員、貨物蛋白和 Ig 受體,但不包含甘露糖苷酶 I 和 II。這表明後一種囊泡是來自早期高爾基體內部的順向載體。囊泡標記物已被用於囊泡分離和表徵。
囊泡上的其他蛋白質,如 ArfGAP,充當結構外套成分。另一個重要的蛋白質是 COG(保守的寡聚高爾基體複合體),已發現該亞基的缺失會導致多種蛋白質的低糖基化,這是由於某些糖基轉移酶的錯誤定位造成的。
由於高爾基體在結構上由側向融合形成堆疊,因此它適合同型融合。當微管解聚時,它也會經歷裂變反應。
膜表面的外套蛋白創造了穩定性和新一代的膜曲率。BAR 結構域呈香蕉形,最適合與酸性、彎曲的脂質膜相互作用。ArtGAP1 濃縮在有希望的芽的邊緣,並影響那裡的 Art-GTP 的數量。GTPase,特別是 Dynamin 在細胞膜夾緊中起著至關重要的作用。
研究表明一個令人滿意的框架,有助於解釋囊泡和從隔室的出芽。但更多研究仍在進行中,因為仍然需要對膜運輸進行詳細的解釋。
分泌的蛋白質在內質網 (ER) 處進行翻譯,在那裡它們被摺疊、修飾,然後在囊泡中運輸到高爾基體。到達高爾基體後,蛋白質再次進行修飾,然後被運送到細胞表面、內吞隔室或返回 ER。SNARE 蛋白。運輸中間體囊泡包含促進靶蛋白中膜融合的 SNARE 蛋白。繫繩因子和 SNARE 蛋白協同工作以促進細胞運輸的對接和融合過程。繫繩因子與 SNARE 相互作用,並有助於 SNARE 組裝。為了啟動雙層融合,需要多個 SNARE 複製。這些 SNARE 複合體在膜輸血完成後被回收。SNARE 蛋白為膜運輸提供了特異性,因為它們不允許與細胞外部的其他成分接觸。
Ras GTPase 超家族的 Rab 和 Arf 支系的成員存在於細胞內膜運輸的每個步驟中。它們透過各種機制與彼此建立網路來調節這些步驟,這些機制協調一個階段的獨立事件以及整個運輸途徑的其他階段。這些機制包括許多不同的變數
- GEFs 級聯
- GAPs 級聯
- 結合許多 GTPases 的效應子
- 源自交換因子-效應子相互作用的正反饋環路。
當這些機制彙集在一起時,可以發生從一個 GTPase 到下一個 GTPase 的有序系列轉變。由於每個 GTPase 都有一組獨特的效應子,因此發生的轉變可以幫助定義它們所關聯的膜隔室功能的差異。
Dynamin 被認為是大型 GTPases 的模型。它負責內吞作用,這是一個細胞透過吞噬吸收分子的過程。具體來說,它參與了新形成的囊泡從一個隔室的膜分裂到與另一個隔室融合的過程——無論是細胞表面還是高爾基體。除了囊泡分裂之外,Dynamin 還參與了細胞器分裂、胞質分裂和病原體抗性(微生物)。在哺乳動物中,有 3 種不同的基因型別
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