KDEL (аминокислотная последовательность) - KDEL (amino acid sequence)

KDEL это целевой пептид последовательность у млекопитающих и растений[1][2] расположен на конце C-терминала аминокислота структура белок. Последовательность KDEL предотвращает секрецию белка из эндоплазматический ретикулум (ER) и облегчает его возврат в случае случайного экспорта.

Белок с функциональным мотивом KDEL будет извлечен из аппарат Гольджи ретроградным транспортом к просвету ER.[3] Он также нацелен на белки из других мест (например, цитоплазма ) в ER. Белки могут покинуть ЭР только после того, как эта последовательность будет отщеплена.

Аббревиатура KDEL состоит из букв, соответствующих каждой аминокислоте. Эта буквенная система была определена IUPAC и IUBMB в 1983 году и выглядит следующим образом:

Следовательно, последовательность KDEL в трехбуквенном коде: Lys -Жерех -Glu -Лея.

Растворимый резидентный белок будет оставаться в ER до тех пор, пока он содержит сигнальную последовательность KDEL на С-конце белка. Однако, поскольку отпочкование везикул представляет собой такой динамичный процесс, и существует высокая концентрация растворимых белков в ЭПР, растворимые белки непреднамеренно транспортируются в цис-гольджи через COPII покрытые оболочкой везикулы. Механизм транспортировки белков, содержащих сигнальную последовательность KDEL, обеспечивается рецепторами KDEL, прикрепленными к COPII и COPI везикулы.

KDEL рецепторы

Выше представлено видео клеток HeLa, обработанных 160 мкг / мл eGFP-RTA. Видео начинается через 30 минут после обработки токсином, 45 кадров / час.[4]

Рецепторы KDEL запускают механизм, с помощью которого белки транспортируются от Golgi к ER. Эти белки были первоначально из ER, и они ушли в цис-Гольджи.[5] Как только сигнальная последовательность KDEL распознается рецепторами KDEL, которые обычно расположены в цис-Гольджи, лизосомах и секреторных везикулах. Эти рецепторы повторно используются во время каждого транспортного цикла. Связывание с рецептором KDEL зависит от pH, при котором лиганд (целевой белок) прочно связывается с рецептором в цис-Гольджи из-за уникального низкого pH (6, в in vitro эксперименты pH 5 показывает самое сильное связывание)[6][7] характеристика биохимической среды цис-сети Гольджи. Когда везикула, содержащая рецептор KDEL, достигает ER, рецептор неактивен из-за высокого pH (7,2-7,4).[8][9][10] ER, что приводит к высвобождению целевого белка / лиганда.[11]

Исследование, проведенное Becker et al. посредством экспериментов и моделирования продемонстрировано, что кластеризация рецепторов / груза KDEL на поверхности клетки вызывается переносом рецепторов, синхронизированных с грузом, от и к плазматической мембране.[4] Видео справа демонстрирует эксперимент, проведенный Becker et al. демонстрация динамики временной зависимости кластеризации рецепторов KDEL с полным экспериментом от начала до конца (60 минут). В статье авторы отмечают важность понимания механизма действия кластеризации рецепторов и динамической реорганизации из-за их потенциального понимания для использования при разработке целевых терапевтических средств.[4]

Эквивалент дрожжей и растений

Аналогичная последовательность HDEL выполняет ту же функцию в дрожжи,[12] пока растения как известно, используют сигнальные последовательности KDEL и HDEL.[2][1]

Аббревиатура HDEL имеет ту же нотацию, что и KDEL:

Трехбуквенный код: Его -Жерех -Glu -Лея.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Denecke J .; De Rycke R .; Боттерман Дж. (Июнь 1992 г.). «Сортировочные сигналы растений и млекопитающих для удержания белка в эндоплазматическом ретикулуме содержат консервативный эпитоп». EMBO Журнал. 11 (6): 2345–2355. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1992.tb05294.x. ЧВК  556702. PMID  1376250.
  2. ^ а б Napier R.M .; Fowke L.C .; Hawes C .; Lewis M .; Пелхэм Х.Р. (июнь 1992 г.). «Иммунологические доказательства того, что растения используют как HDEL, так и KDEL для доставки белков в эндоплазматический ретикулум». Журнал клеточной науки. 102: 261–271. PMID  1383243.
  3. ^ Мариано Сторнаиуоло; Лавиния В. Лотти; Ника Боргезе; Мария-Розария Торриси; Джованна Моттола; Джанлука Мартире; Стефано Бонатти (март 2003 г.). «Сигналы извлечения KDEL и KKXX, приложенные к одному и тому же репортерному белку, определяют различный обмен между эндоплазматическим ретикулумом, промежуточным отделением и комплексом Гольджи». Молекулярная биология клетки. 14 (3): 369–377. Дои:10.1091 / mbc.E02-08-0468. ЧВК  151567. PMID  12631711.
  4. ^ а б c Беккер, Бьёрн; Шаебани, М. Реза; Раммо, Доменик; Бубель, Тобиас; Сантен, Людгер; Шмитт, Манфред Дж. (29 июня 2016 г.). «Связывание груза способствует кластеризации рецепторов KDEL на поверхности клеток млекопитающих». Научные отчеты. 6: 28940. arXiv:1712.06151. Bibcode:2016НатСР ... 628940Б. Дои:10.1038 / srep28940. ISSN  2045-2322. ЧВК  4926219. PMID  27353000.
  5. ^ Ямамото, Кацуши; Хамада, Хиромити; Шинкай, Хироши; Коно, Йоичи; Косеки, Харухико; Аое, Томохико (05.09.2003). «Рецептор KDEL модулирует стрессовую реакцию эндоплазматической сети через сигнальные каскады протеинкиназы, активируемые митогеном». Журнал биологической химии. 278 (36): 34525–34532. Дои:10.1074 / jbc.M304188200. ISSN  0021-9258. PMID  12821650.
  6. ^ Уилсон, Дункан; Льюис, Майкл; Пелхэм, Хью (1993). «pH-зависимое связывание KDEL с его рецептором in vitro». Журнал биологической химии. 268 (10): 7465–7468.
  7. ^ Бройер, Филипп; Паркер, Джоан Л .; Герондопулос, Андреас; Циммерманн, Иван; Seeger, Markus A .; Barr, Francis A .; Ньюстед, Саймон (2019-03-08). «Структурная основа для pH-зависимого извлечения белков ER из Golgi рецептором KDEL». Наука. 363 (6431): 1103–1107. Bibcode:2019Научный ... 363.1103Б. Дои:10.1126 / science.aaw2859. ISSN  0036-8075. PMID  30846601.
  8. ^ Бройер, Филипп; Паркер, Джоан Л .; Герондопулос, Андреас; Циммерманн, Иван; Seeger, Markus A .; Barr, Francis A .; Ньюстед, Саймон (2019-03-08). «Структурная основа для pH-зависимого извлечения белков ER из Golgi рецептором KDEL». Наука. 363 (6431): 1103–1107. Bibcode:2019Научный ... 363.1103Б. Дои:10.1126 / science.aaw2859. ISSN  0036-8075. PMID  30846601.
  9. ^ Ву, Минни М .; Ллопис, Хуан; Адамс, Стивен; Маккаффери, Дж. Майкл; Куломаа, Маркку С .; Machen, Terry E .; Мур, Hsiao-Ping H .; Цзянь, Роджер Ю. (2000-03-01). «Исследования pH органелл с использованием целевого авидина и флуоресцеин-биотина». Химия и биология. 7 (3): 197–209. Дои:10.1016 / S1074-5521 (00) 00088-0. ISSN  1074-5521. PMID  10712929.
  10. ^ Ву, Минни М .; Грабе, Майкл; Адамс, Стивен; Tsien, Roger Y .; Мур, Hsiao-Ping H .; Мачен, Терри Э. (31 августа 2001 г.). «Механизмы регуляции pH в регулируемом секреторном пути». Журнал биологической химии. 276 (35): 33027–33035. Дои:10.1074 / jbc.M103917200. ISSN  0021-9258.
  11. ^ Паньи, Софи; Леруж, Патрис; Фэй, Лоик; Гоморд, Вероник (февраль 1999 г.). «Сигналы и механизмы удержания белка в эндоплазматическом ретикулуме». Журнал экспериментальной ботаники. 50 (331): 157–158. Дои:10.1093 / jexbot / 50.331.157.
  12. ^ Dean N .; Pelham HR. (Август 1990 г.). «Рециркуляция белков из компартмента Гольджи в ER в дрожжах». Журнал клеточной биологии. 111 (2): 369–377. Дои:10.1083 / jcb.111.2.369. ЧВК  2116185. PMID  2199456.