COPII es un coatómero , un tipo de proteína de la cubierta de la vesícula que transporta proteínas desde el retículo endoplásmico rugoso al aparato de Golgi . [2] [3] Este proceso se denomina transporte anterógrado , en contraste con el transporte retrógrado asociado con la proteína COPI . El nombre "COPII" se refiere a la específica co en p rotein complejo que inicia el proceso de gemación. La capa consta de grandes subcomplejos de proteínas que están formados por cuatro subunidades de proteínas diferentes.
Sec23 homólogo A | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||
Símbolo | SEC23A | |||||
Gen NCBI | 856311 | |||||
HGNC | 10701 | |||||
OMIM | 610511 | |||||
PDB | 1M2V | |||||
RefSeq | NM_006364 | |||||
UniProt | Q15436 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 14 q21.1 | |||||
|
Familia SEC24, miembro A | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||
Símbolo | SEC24A | |||||
Gen NCBI | 10802 | |||||
HGNC | 10703 | |||||
OMIM | 607183 | |||||
PDB | 1M2V | |||||
RefSeq | XM_001132082 | |||||
UniProt | O95486 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 5 q31.1 | |||||
|
Proteínas de la capa
La capa de COPII está compuesta por cinco proteínas: Sar1 , Sec23 , Sec24 , Sec13 y Sec31 . [4] Estas proteínas se dimerizan para formar complejos de proteínas más grandes:
Es importante señalar que hay cinco tipos diferentes de proteínas que constituyen la cubierta de COPII, pero múltiples proteínas de la misma variedad componen los complejos proteicos críticos para la formación de la cubierta de COPII.
Estas proteínas de la cubierta son necesarias pero insuficientes para dirigir o acoplar la vesícula a la membrana diana correcta. También se necesitan SNARE , carga y otras proteínas para que ocurran estos procesos.
Proceso de gemación
El ensamblaje de vesículas COPII se puede resumir como:
- Sar1-GDP interactúa con la proteína transmembrana ER Sec12.
- Sar1-GTP recluta la proteína de cubierta Sec23 / Sec24 para formar un complejo previo a la gemación.
- El complejo previo a la gemación (compuesto de Sar1-GTP unido con Sec23 / 24) recluta a Sec13 / Sec31, que forma la segunda capa.
- El complejo Sec13 / Sec31 forma una capa externa en forma de jaula (similar a la formación de vesículas de clatrina ).
Sar1p es una GTPasa que actúa como un "interruptor" que cambia entre una forma unida a GTP incrustada en la membrana activada y una forma unida a GDP soluble inactiva. [5] Sar1p inactivo unido a GDP es atraído hacia el lado citosólico del retículo endoplásmico.
Sec12, una proteína transmembrana que se encuentra en el RE, actúa como factor de intercambio de nucleótidos de guanina al estimular la liberación de GDP para permitir la unión de GTP en Sar1.
Sar1p unido a GTP sufre un cambio conformacional que expone una hélice a anfipática N-terminal (otras fuentes dicen una cola hidrófoba) para ser insertada en la membrana del RE. Sar1p unido a la membrana recluta el complejo Sec23p / 24p para formar lo que se conoce colectivamente como el complejo pre-brote. Sec23 / Sec24 se une específicamente a señales de clasificación específicas en dominios citosólicos de proteínas de carga de membrana, estas señales de clasificación no comparten un motivo de señal simple como KDEL o KKXX . Investigaciones recientes sugieren que múltiples señales de exportación ER cooperan para segregar y excluir la carga sin ensamblar. [4]
El complejo pre-gemación (compuesto de Sar1-GTP y Sec23 / 24) recluta el complejo Sec13p / 31p flexible, caracterizado por la polimerización del complejo Sec13 / 31 con otros complejos Sec13 / 31 para formar un cuboctaedro con una red más amplia que su vesícula de clatrina cosa análoga. La formación del cuboctaedro deforma la membrana del RE y separa la vesícula COPII (junto con las proteínas de carga y las v-SNARE), completando el proceso de gemación de la vesícula COPII. [6]
Se ha descubierto que algunas proteínas son responsables del empaquetado selectivo de cargas en vesículas COPII. Investigaciones más recientes sugieren que el complejo Sec23 / Sec24-Sar1 participa en la selección de carga. [6] Por ejemplo, se encuentra que Erv29p en Saccharomyces cerevisiae es necesario para empaquetar pro-α-factor glicosilado. [7]
Después de que se forma la vesícula COPII, las proteínas de la cubierta COPII permanecen ensambladas para permitir que el complejo Sec23 / Sec24 interactúe con un factor de anclaje en la membrana Cis-Golgi. Cuando la vesícula COPII está muy cerca de la membrana Cis-Golgi, arroja su cubierta y los componentes se reciclan para que funcionen en otra vesícula.
Cambios conformacionales
CopII tiene tres sitios de unión específicos que pueden formar complejos cada uno. La imagen adyacente (Sed5) usa el complejo Sec22 t-SNARE para enlazar. Este sitio está más fuertemente vinculado y, por lo tanto, es más favorecido. (Embo)
Conformación de la proteína CopII complejada con la proteína trampa Bet1 ( PDB : 1PCX ). [8]
Conformación de la proteína CopII que se compleja con la proteína trampa Sed5 ( PDB : 1PD0 ). [8]
Ver también
- Vesículas COPI
- Vesículas de clatrina
Referencias
- ^ PDB : 3EH1 ; Mancias JD, Goldberg J (noviembre de 2008). "Base estructural de la discriminación de proteínas de la membrana de carga por la maquinaria de recubrimiento COPII humana" . EMBO J . 27 (21): 2918-28. doi : 10.1038 / emboj.2008.208 . PMC 2580787 . PMID 18843296 .
- ^ Lee MC, Miller EA (agosto de 2007). "Mecanismos moleculares de formación de vesículas COPII". Semin. Cell Dev. Biol . 18 (4): 424–34. doi : 10.1016 / j.semcdb.2007.06.007 . PMID 17686639 .
- ^ Hughes H, Stephens DJ (febrero de 2008). "Montaje, organización y función del abrigo COPII" . Histochem. Cell Biol . 129 (2): 129–51. doi : 10.1007 / s00418-007-0363-x . PMC 2228377 . PMID 18060556 .
- ^ a b D'Arcangelo, Jennifer G .; Stahmer, Kyle R .; Miller, Elizabeth A. (noviembre de 2013). "Exportación mediada por vesículas del ER: función y regulación de la capa COPII" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1833 (11): 2464–2472. doi : 10.1016 / j.bbamcr.2013.02.003 . PMC 3676692 . PMID 23419775 .
- ^ Bonifacino JS, Glick BS (enero de 2004). "Los mecanismos de gemación y fusión de vesículas". Celular . 116 (2): 153–66. doi : 10.1016 / s0092-8674 (03) 01079-1 . PMID 14744428 . S2CID 1777139 .
- ^ a b Fath S, Mancias JD, Bi X, Goldberg J (junio de 2007). "Estructura y organización de las proteínas de la cubierta en la jaula COPII". Celular . 129 (7): 1325–36. doi : 10.1016 / j.cell.2007.05.036 . PMID 17604721 . S2CID 10692166 .
- ^ Belden WJ, Barlowe C (noviembre de 2001). "Papel de Erv29p en la recogida de proteínas secretoras solubles en vesículas de transporte derivadas de ER". Ciencia . 294 (5546): 1528–31. Código Bibliográfico : 2001Sci ... 294.1528B . doi : 10.1126 / science.1065224 . PMID 11711675 . S2CID 29870942 .
- ^ a b 1PCX ; 1PD0 ; Mossessova E, Bickford LC, Goldberg J (agosto de 2003). "Selectividad SNARE del abrigo COPII". Celular . 114 (4): 483–95. doi : 10.1016 / S0092-8674 (03) 00608-1 . PMID 12941276 . S2CID 11379372 .