МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Механизм импорта белка в хлоропласты

• Импорт белков в хлоропласты происходит после окончания трансляции

• Внутренняя и наружная мембраны обладают отдельными транслокационными комплексами, которые в процессе импорта белков функционируют совместно

Так же как и митохондрии, хлоропласты обладают двойной мембраной. Транслокация белков внутрь органеллы (в строму) происходит так же, как их транспорт в матрикс митохондрий. Белки переносятся в хлоропласты после завершения трансляции, и процесс происходит с участием hsp70 цитозоля, который предотвращает преждевременное сворачивание молекул. Белок, интегрирующийся в строму, обычно содержит на N-конце транзитный пептид, длина которого составляет от 20 до 120 остатков аминокислот.

Транзитный пептид характеризуется присутствием центрального региона, богатого серином, треонином и основными аминокислотами, и амфипатическим доменом, который расположен со стороны С-концевого участка. Транзитный пептид содержит информацию о позиционировании белка в хлоропластах. Посредством белка Тос34р переносимый белок связывается с комплексом ТОС (транслокон наружной оболочки хлоропласта). Затем он переносится в канал, образованный белком Тос75, который, возможно, также узнает транзитный пептид. Имеются данные о том, что Тос75 может связываться с различными дополнительными белками, в зависимости от переносимого субстрата.

При этом широко распространенные белки фотосинтеза, используют один канал переноса, а более редкие белки — другие каналы. Таким образом, представление о том, что различные субстраты требуют участия различных дополнительных факторов для облегчения их транслокации, не ограничивается транслокацией белков в ЭПР.

Субстрат пересекает внутреннюю мембрану посредством комплекса TIC (для транслокона внутренней оболочки хлоропласта). Комплексы ТОС и TIC физически связаны между собой, и считается, что сигнал к их функционированию подается субстратом. Комплекс TIC и соответствующий ему канал менее исследованы, чем комплекс ТОС. Что служит источником энергии в процессе транспорта белков с участием комплексов, пока неизвестно.

В отличие от митохондрий, хлоропласты не обладают электрохимическим потенциалом на внутренней мембране, который мог бы компенсировать энергетические затраты процесса транспорта. Должен существовать другой источник энергии. Возможно, что это гидролиз АТФ, который происходит с участием стромальных компонентов. Впрочем, может использоваться совершенно другой источник энергии. Когда субстрат попадает в строму, транзитный пептид отщепляется ферментом созревания белков хлоропластов (СРЕ).

Наряду с внутренней и наружной мембранами хлоропласты содержат внутренние структуры, также имеющие мембраны, которые называются тилакоиды. В тилакоиде мембрана ограничивает компартмент, содержащий множество ферментов фотосинтеза. Большинство этих ферментов синтезируются в цитозоле и должны импортироваться в органеллу. Один из механизмов транспорта белков через мембрану тилакоида реализуется, когда вторая сигнальная последовательность узнается комплексом, напоминающим SecYEG транслокон бактерий. Эта сигнальная последовательность выполняет свою функцию только в том случае, когда белок уже транспортировался в строму.

Примерно половина всех белков, которые транспортируются в люмен тилакоида, используют систему Tat (система Транслокации Твин-Аргинина). Хотя механизм Tat неизвестен, Tat-зависимая сигнальная последовательность весьма напоминает сигнал адресования в ЭПР, с тем исключением, что она имеет менее гидрофобный характер, и содержит два расположенных рядом остатка аргинина, за что и получила свое название. Транслокация через мембрану тилакоида происходит при полной зависимости от трансмембранного градиента pH, однако причины этого неизвестны.

В интеграции белков в мембрану тилакоида участвует гомолог белка внутренней мембраны митохондрий, Оха1р. Этот гомолог носит название белка A1b3. Позиционирование субстратов на A1b3 осуществляется при их взаимодействии с еще одним белком, который представляет собой стромальный гомолог белка SRP. Функции белка A1b3 выяснены не в полной мере.

Учитывая общую амфипатическую природу сигнальных последовательностей, возникает вопрос, каким образом в цитозоле клеток растений различаются белки митохондрий и хлоропластов? Возможно, что это объясняется отсутствием у Tom22 растений кислого цитозольного домена. Поэтому у клеток растений, в отличие клеток от дрожжей и млекопитающих, выработался другой способ узнавания позиционирования митохондриальных белков.

Импорт белков в хлоропласты
Для того чтобы попасть в строму, белки хлоропластов должны пройти через две мембраны.
Предназначенные к импорту белки находятся в цитоплазме и не обладают нативной структурой, что поддерживается с помощью шаперонов.
Они продвигаются через связанные между собой каналы в наружной и внутренней мембранах хлолопласта.
Когда белки попали в строму, происходит удаление транзитных пептидов.
Источник энергии, необходимой для протекания процесса импорта белков, пока неизвестен.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Также рекомендуем "Механизм импорта белка в пероксисому"

Оглавление темы "Транспорт белка в клетке":
  1. Отделы эндоплазматического ретикулума (ЭПР)
  2. Развитие и изменения эндоплазматического ретикулума (ЭПР)
  3. Механизм транслокации белка в другие органеллы
  4. Механизм импорта белка в митохондрии
  5. Механизм импорта белка в хлоропласты
  6. Механизм импорта белка в пероксисому
  7. Перспективы изучения обмена и адресования белков в клетке
  8. Механизмы и пути транспорта белков в клетке
  9. Механизм и пути экзоцитоза белков в клетке
  10. Механизм и пути эндоцитоза белков в клетке
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.