Verteilen von Proteinen

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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 Kernhülle und ER Figure 12-8 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Transport in den Kern durch die Kernporenkomplexe Figure 12-9a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 4

5 Kernporenkomplexe Figure 12-9c Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Aktiver Transport 15_09_pore_transport.jpg durch Kernporen 5

6 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 Kontrolle des Transports in den Zellkern durch GTP-bindende Proteine (Ran) 6

7 Experimenteller Nachweis des Transportes in den Zellkern mittels Import-Signalsequenzen Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Protein-Synthese im Zytosol Ribosom von Eukaryonten 07_28_ribosome.jpg RNA-Synthese im Zellkern Assemblierung im Zellkern Translation im Zytosol 7

8 Proteinimport in Mitochondrien z.b.: Enzyme für den Zitronensäurezyklus Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Endoplasmatisches Retikulum (ER) 15_11_ER.jpg 8

9 Experimenteller Nachweis der Rolle des Signalpeptids beim Transport in das ER Import eines löslichen Proteins ins ER Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 9

10 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) 10

11 Transport eines Proteins in das Lumen des ER 15_14_enters_lumen.jpg Qualitätskontrolle im ER durch Chaperone 15_23_Chaperones.jpg 11

12 Glykosylierung von Proteinen im ER N-Glykosilierung an Asparagin Schutz vor Verdauung Retention im ER Transport zu best. Organell Glycocalyx 15_22_glycosylated_ER.jpg N-Acetyl-Neuraminsäure Influenzaviren O-Glykosilierung an Serin und Threonin im Golgi-Apparat Freie und membrangebundene Ribosomen Figure 12-41a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 12

13 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) 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) 13

14 Hydrophobizität von Transmembrandomänen G protein-coupled receptors (GPCRs) Beispiel: Rhodopsin, Opium Rezeptor Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Transport durch Vesikel innerhalb der Zelle Figure 13-3b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 14

15 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) 15

16 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) 16

17 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) 17

18 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 18

19 Fusion von Transportvesikeln Struktur und Funktion des Golgi-Apparats Figure 13-25b Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 19

20 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) 20

21 Exocytose Figure Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) Exocytose 15_29_Secretory_vesicl.jpg 21

22 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. 22