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6 Hsp90 complessi con recettori per ormoni glucocorticoidi Hsp70 BiP in RE eucarioti, DnaK E. coli Hsp40 DnaJ in E. coli Hsp60 GroEL in E. coli Hsp10 GroES in E. coli H2O Pi C(ADP) Uprot C(ATP) Uprot-C(ADP) prot Uprot-C(ATP) ATP U unfolded C chaperone ADP

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8 Le chaperonine possono assistere il ripiegamento delle proteine

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10 Proteina disolfuro isomerasi (PDI) 4 S S 3 PDI (Cys-S: - ) Anione tiolato 1 S S 4 1 S S 2 2 S S 3 Peptidil prolil cis-trans isomerasi (PPCTI o ROTAMASI) R2-Calpha Localizzati nel RE, enzimi coinvolti nel ripiegamento delle proteine CO-R1

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12 FUNZIONI delle MODIFICAZIONI delle proteine per GLICOSILAZIONE - Specificare la struttura tridimensionale: La glicosilazione permette alla proteina di assumere conformazioni tridimensionali complesse. Zuccheri possono formare catene ramificate, in conformazione α e β - FOLDING

13 Ruolo degli oligosaccaridi nel riconoscimento e nell adesione a superfici CODICE DI SUPERFICIE Riconoscimento da parte di lectine Virus che infettano le cell animali Tossine batteriche come colera e pertosse Batteri come Helicobacter pylori Lectine dette selectine mediano interazioni cellula-cellula Recettore per il mannosio 6-fosfato nel Golgi

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15 O-GLICOSILAZIONE (Ser/Thr) APPARATO DI GOLGI Oltre 100 enzimi glicosil transferasi Primo monosaccaride aggiunto N-AcetilGal Es. Mucina proteina secreta dalle cellule di epiteli respiratorio e garstrointestinale Nel citosol e nucleo esistono anche monoglicosilazioni (N-acetilGlc) a carico di proteine ad opera di glicosil transferasi che hanno significato regolatorio

16 Residui monosaccaridici che si ritrovano comunemente nelle glicoproteine

17 Gli Antigeni del sistema AB0 del sangue umano I tre antigeni dipendono dalla struttura degli zuccheri terminali nella componente oligosaccaridica di questi glicolipidi e glicoproteine. La presenza o l assenza di particolari glicosiltransferasi determinano il gruppo sanguigno di un individuo

18 Zuccheri attivati da nucleotidi sono donatori di monosaccaridi nella sintesi di oligosaccaridi catalizzata da glicosil transferasi Nucleotidi e corrispondenti monosaccaridi nelle reazioni catalizzate da Glicosil Transferasi UDP N-acetilglucosamina N-acetilgalattosamina N-acetilmuramico Galattosio Glucosio Acido Glucuronico Xilosio GDP Fucosio Mannosio CMP Acido sialico

19 LE PROTEINE NEL RER SUBISCONO MODIFICAZIONI che hanno un ruolo importante nel loro ripiegamento 1. FORMAZIONE DI PONTI DISOLFURO 2. N-GLICOSILAZIONE (Asn) 3. RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE 4. QUALITY CONTROL NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO SONO PRESENTI NUMEROSE PROTEINE CHE SVOLGONO FUNZIONI DI CHAPERONI. QUESTE PROTEINE: 1. INTERVENGONO NEL RIPIEGAMENTO DELLE PROTEINE IN TRANSITO 2. IMPEDISCONO CHE PROTEINE NON CORRETTAMENTE RIPIEGATE ESCANO DAL RER. ESEMPI: BiP (HSP70) - CALNEXINA - CALRETICULINA

20 N-GLICOSILAZIONE (Asn) Reticolo Endoplasmico OT OLIGOSACCARIDE TRANSFERASI ASN-X-SER/THR

21 N-GLICOSILAZIONE ASPARAGINA H O N-C-C-X- Ser Thr H CH 2 C=O NH OLIGOSACCARIDE Complesso 14 zuccheri

22 Struttura schematica del complesso del traslocone

23 LA N-GLICOSILAZIONE AVVIENE CO-TRADUZIONALMENTE Glicosilazione di residui di asn nel RE. Oligosaccaride transferasi trasferisce l oligosaccaride Glc 3 - Man 9 -NacGlc 2 (14 unità) dal lipide Dolicolo a residui di asparagina del polipeptide nascente durante la loro traslocazione attraverso la membrana del RER (traslocone). La transferasi può essere parte del complesso del traslocone

24 Sintesi del Dolicolo unità ISOPRENICHE Reazioni terminali nella biosintesi del Dolicolo-P

25 SINTESI DELL OLIGOSACCARIDE PRECURSORE SUL DOLICOLO CTP chinasi Un oligosaccaride attivato viene costruito per aggiunta sequenziale di singole unità di monosaccaridi Il gruppo viene poi trasferito alla catena laterale di un residuo di Asn di una proteina nascente nel lume del RE

26 Biosintesi di oligosaccaridi di proteine N-glicosilate a livello della membrana del reticolo endoplasmico

27 RIMODELLAMENTO DELLE CATENE OLIGOSACCARIDICHE Elaborazione degli N-oligosaccaridi nel RER Controllo nella formazione della proteina, contemporaneamente alla rimozione dei monosaccaridi viene completato il folding Nel RER vengono rimosse 4 unità: 3Glc e 1Man

28 QUALITY CONTROL Sistema di controllo della qualità del ripiegamento delle proteine nel RE Glicoproteine correttamente ripiegate (pronte per essere esportate dal RE) Proteine nascenti glucosilate Complesso con la calnessina (non può essere esportato dal RE)

29 RUOLO dell N-GLICOSILAZIONE nel RIPIEGAMENTO

30 PROTEINE DEL RER RIPIEGATE MALE POSSONO ESSERE RETROTRASPORTATE E DEGRADATE

31 * Nel Golgi, degli oligosaccaridi concatenati nel RER, rimangono 2 NacetilGlc e 3 Man *

32 Tipica struttura di N-oligosaccaridi (a) ad alto contenuto di mannosio, (b) complessi, e (c) ibridi

33 Formazione del mannosio 6-fosfato, etichetta per la localizzazione nei lisosomi Una fosfotransferasi con substrato UDP-N-acetilglucosamina e una fosfodiesterasi presenti nel cis Golgi catalizzano l aggiunta di un gruppo fosforico

34 Meccanismo di smistamento degli enzimi lisosomiali mediante recettori ed il segnale mannosio 6-fosfato nelle cisterne trans del Golgi

35 SEGNALI DI RITENZIONE DI PROTEINE DEL LUME DEL RER: KDEL C-TERMINALE PDI ratto QKAVKDEL topo QKAVKDEL uomo QKAVKDEL pollo QKAVKDEL BiP ratto DTSEKDEL topo DTSEKDEL uomo DTAEKDEL pollo EAAEKDEL CALRETICULINA coniglio RRQAKDEL topo PAQAKDEL

36 Recupero delle proteine residenti nel reticolo (KDEL) e il suo recettore Il recettore del KDEL presente nelle cisterne del Golgi cattura le proteine solubili (KDEL) e le porta tramite vescicole di trasporto rivestite di COP I al RE. Nell ambiente a ph neutro del RE le proteine si dissociano dal recettore che viene quindi riciclato e portato al Golgi per essere riutilizzato Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

37 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

38 L USCITA DAL RER AVVIENE MEDIANTE TRAFFICO VESCICOLARE

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