Verteilen von Proteinen innerhalb der Zelle

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1 Verteilen von Proteinen innerhalb der Zelle cytosolische Proteine Proteine, die direkt in Organellen transportiert werden Proteine, die über das ER transportiert werden Regulation der eukaryontischen Genexpression 08_03_control.steps.jpg 1

2 Figure 12-1 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 2

3 Was bestimmt die Lokalisation der neu synthetisierten Polypeptide? Signal-Sequenzen Table 12-3 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 3

4 Transport von Proteinen in den Kern 2016 Kernhülle und ER Figure 12-8 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 4

5 Transport in den Kern durch die Kernporenkomplexe Figure 12-9a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Kernporenkomplexe Figure 12-9c Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 5

6 Aktiver Transport 15_09_pore_transport.jpg durch Kernporen Kontrolle des Transports in den Zellkern durch GTP-bindende Proteine (Ran) Ran (RAs-related Nuclear protein) = GTP-binding nuclear protein Ran Ras (Rat sarcoma) = Proto-Onkogen, ein kleines G-Protein Ran GTPase activating protein Ran Guanine nucleotide Exchange Factor 6

7 Kontrolle des Transports in den Zellkern durch GTP-bindende Proteine (Ran) Experimenteller Nachweis des Transportes in den Zellkern mittels Import-Signalsequenzen Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 7

8 Protein-Synthese im Zytosol Ribosom von Eukaryonten 07_28_ribosome.jpg RNA-Synthese im Zellkern Assemblierung im Zellkern Translation im Zytosol Transport von Proteinen in die Mitochondrien z.b.: die Enzyme für den Zitronensäurezyklus

9 Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Transport von Proteinen in das Endoplasmatische Retikulum

10 Experimenteller Nachweis der Rolle des Signalpeptids beim Transport in das ER Import eines löslichen Proteins ins ER Lumen Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 10

11 Rolle des Signalerkennungspartikels (SRP) Figure 12-39b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Rolle des Signalerkennungspartikels (SRP) sec61 Kontrolle: GTP-bindende Proteine Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 11

12 Freie und membrangebundene Ribosomen Figure 12-41a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Transport eines Proteins in das Lumen des ER 15_14_enters_lumen.jpg 12

13 Glykosylierung von Proteinen im ER N-Glykosilierung an Asparagin Schutz vor Verdauung Retention im ER Transport zu best. Organell Glycocalyx N-Acetyl-Neuraminsäure 15_22_glycosylated_ER.jpg Influenzaviren O-Glykosilierung an Serin und Threonin im Golgi-Apparat Einbau eines Membranproteins in die ER-Membran Typ I: N-terminus im Lumen/extrazellulär ( out ) C-Terminus im Zytosol ( in ) Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 13

14 Einbau eines Proteins in die ER-Membran, das diese zweimal durchspannt Typ II: N-terminus im Zytosol ( in ) C-Terminus im Lumen/extrazellulär ( out ) Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) polytopisch (Typ III) Hydrophobizität von Transmembrandomänen G protein-coupled receptors (GPCRs) Beispiel: Rhodopsin, Opium Rezeptor Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 14

15 Qualitätskontrolle im ER durch Chaperone 15_23_Chaperones.jpg Transport durch Vesikel innerhalb der Zelle Figure 13-3b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 15

16 Endocytose 15_32_LDL_enters.jpg Clathrin-bedeckte Pits an der Innenseite der Plasmamembran Figure 13-6 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 16

17 Clathrin-bedeckte Grübchen (Pits) und Vesikel Selektiver Transport durch clathrin-bedeckte Vesikel Zytoplasma Dynamin (GTPase) Zellumgebung Figure 13-8 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 17

18 3 verschiedene Arten von Protein-coats bei Transportvesikeln Rab Proteine coat protein complex I Figure 13-5 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 18

19 Verschiedene Arten von Protein-bedeckten Transportvesikeln Table 14-4 Some Types of Coated Vesicles Type of Coated Vesicle Coat Proteins Origin Destination Clathrin-coated clathrin + adaptin 1 Golgi apparatus lysosome (via endosomes) Clathrin-coated clathrin + adaptin 2 plasma membrane endosomes COP-coated COP proteins ER Golgi apparatus Golgi cisterna Golgi cisterna Golgi apparatus ER Andocken von Transportvesikeln COP II proteine brauchen auch SNAREs. SNARE=N-ethylmaleimide-sensitive-factor attachment receptor COPs 19

20 Fusion von Transportvesikeln Struktur und Funktion des Golgi-Apparats Figure 13-25b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 20

21 Struktur und Funktion des Golgi-Apparats Kern Zellmembran Figure 13-25a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Struktur und Funktion des Golgi-Apparats Posttranslatorische Modifikation von Proteinen Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 21

22 Exocytose Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Exocytose 15_29_Secretory_vesicl.jpg 22

23 Regulation der eukaryontischen Genexpression 08_03_control.steps.jpg Anaboler Stoffwechsel Kataboler Stoffwechsel Posttranslatorische kovalente Modifikationen der Proteine und Verteilung in die verschiedenen Kompartimente der Zelle fressen und gefressen werden. 23