Direcionamento de Proteínas

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Universidade Nove de Julho - Medicina - Bruna Siqueira de Arruda
Dinâmi�� ��lu��� I�
DI����ON����TO �� �R��EÍNA�
Seq�ên�i��-si����
❏ Responsáveis por direcionar as proteínas para os compartimentos corretos.
O destino de uma proteína no citosol depende do sinal de endereçamento
(sequência-sinal.)
❏ Formadas por um segmento contínuo de aminoácidos com 15 a 60
aminoácidos.
❏ Quando a proteína chega ao compartimento correto, a sequência-sinal é
removida.
❏ Geralmente, essa sequência está na porção N-terminal da proteína.
❏ Os compartimentos específicos possuem receptores de endereçamento
complementar, que irão reconhecer determinada sequência.
❏ Proteínas sem sequências-sinais → permanecem no citosol, como
proteínas residentes permanentes.
Experimentos foram realizados para chegar a essas conclusões. Uma
proteína sem sequência-sinal permanece no citosol. Se nessa proteína for
colocada uma sequência-sinal, ela é direcionada para determinado
compartimento.
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1. Tra��p���� at���és �e ��r�� �uc����es
Nesse transporte, as proteínas se movem transpassando as membranas nucleares
externas e internas pelos poros nucleares
Vi� d� �i��l��ação
❏ As proteínas do citosol endereçadas ao núcleo possuem o chamado sinal de
localização nuclear (uma ou duas sequências curtas que possuem lisinas ou
argininas carregadas positivamente), que funcionam como sequência sinal. É
essa sequência será reconhecida pelo receptor de importação nuclear -
encontrados próximos dos poros nucleares, no citosol.
❏ Os receptores de importação nuclear auxiliam no direcionamento da proteína
recém-sintetizada para o poro nuclear, através de interações com fibrilas e
abrindo passagem pela malha.
❏ A proteína acoplada ao receptor de importação passa pelo poro nuclear e
chega ao núcleo. Ao chegar ao núcleo, o receptor de importação se desprende
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da proteína (volta para o citosol e é reutilizado), tornando-a funcional no
núcleo.
❏ A importação de proteínas do citosol para o núcleo requer energia e, nesse
caso, a hidrólise de GTP é a fonte dessa energia. A Ran (GTPase) é a mediadora
desse fornecimento de energia.
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1. A proteína com determinada sequência-sinal se liga ao receptor de
importação;
2. Proteína ligada ao receptor de importação entra no núcleo;
3. A Ran-GTP se liga ao receptor de importação (em um sítio de ligação
diferente do que a proteína está ligada) e libera a proteína no núcleo;
4. Ran-GTP e receptor de importação são direcionado de volta para o citosol;
5. Quando a Ran-GTP ligada ao receptor chega no citosol, ocorre a *hidrólise
do GTP (GTP → GDP + energia) e a Ran-GDP se solta do receptor. Isso permite
que uma nova proteína que deve ser importada para o núcleo se ligue ao
receptor de importação.
** A hidrólise libera energia para que a Ran-GTP se desligue do receptor.
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2. Tra��p���� at���és �e ��m���na�
As proteínas que se movem do citosol para o retículo endoplasmático, mitocôndrias
ou cloroplastos são transportadas pelas membranas das organelas por
translocadores proteicos localizados nas membranas.
Mit��ôn��i�s
1. A sequência-sinal (na região N-terminal) da proteína é reconhecida por um
complexo TOM (translocador da membrana externa).
2. O complexo TOM e a proteína sofrem uma translocação, difundindo-se
lateralmente na membrana, até encontrar o complexo TIM (translocador da
membrana interna).
Obs.: A proteína é desnaturada à medida em que é transportada.
3. Quando o complexo TOM e o complexo TIM se encontram, a proteína é
internalizada.
4. Dentro da mitocôndria, a sequência-sinal é clivada por uma peptidase sinal,
tornando a proteína funcional.
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Per����so���
❏ São organelas oxidativas, que utilizam o oxigênio molecular e o peróxido de
hidrogênio (H2O2 → H2O + O2) para realizar oxidações.
❏ Eliminam substâncias tóxicas na célula, em uma reação metabolizada pela
enzima catalase.
❏ Sequência-sinal → -Ser-Lys-Leu-COO-
A proteína se liga a uma peroxina, como a PEX5 (receptor), que interage com
outras proteínas da superfície do peroxissomo. Essa interação abre caminho
para a internalização da proteína no peroxissomo. Se uma dessas proteínas
falhar, há problemas com esse transporte.
Por exemplo, temos a Síndrome de Zellweger, causada por uma mutação que
bloqueia a importação de proteínas pelos peroxissomos. Indivíduos com
Síndrome de Zellweger nascem com anormalidades graves no encéfalo, no fígado
e nos rins. A sobrevida é muito baixa e a maioria não sobrevive por mais de 6
meses de idade.
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Retícu�� ��do���s�áti�� (RE)
❏ As proteínas hidrossolúveis são completamente translocadas pela membrana
do RE e liberadas no lúmen do RE. Além disso, as futuras proteínas
transmembrânicas são translocadas apenas em parte pela membrana do RE e
ficam presas à ela.
❏ Se uma proteína possui uma sequência-sinal de RE, o ciclo do ribossomo se
liga à membrana do retículo endoplasmático.
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1. O ribossomo direciona a proteína (que possui a sequência-sinal para o RE)
até as proximidade do RE;
2. A SRP (Partícula de Reconhecimento de Sinal) reconhece a sequência-sinal e
se liga ao receptor de SRP que está na membrana do RE;
3. Após esse reconhecimento, a proteína começa a ser internalizada pelo
translocon e é produzida no lúmen do RE;
4. A sequência-sinal não é internalizada, pois sofre clivagem por ação de uma
peptidase sinal;
5. A SRP é liberada para reutilização.
T�A�S����ÇÃO D� ���TEÍNA� �R���M���RA�� �� PA���G�� ÚNI��
❏ Além da sequência-sinal, há outra sequência - sequência de parada
de transferência - e ela faz com que a proteína não vá mais para
dentro do RE e comece a ser produzida para fora. Assim, tornam-se
proteínas transmembranares.
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T�A�S����ÇÃO D� ���TEÍNA� �R���M���RA�� �� PA���G�� �ÚL�I�L�
Obs.: Na imagem, os
ribossomos foram
omitidos para maior
clareza.
❏ Há mais de uma sequência de parada de transferência
MO����CAÇÕES ��� P���EÍNA� �� R�
❏ Exemplos de algumas modificações no RE:
1. Formação de ligações dissulfeto, conferindo estabilidade à
estrutura proteica.
2. Glicosilação de proteínas
3. Modificação da insulina: o peptídeo-sinal é clivado, além da cadeia
C (peptídeo C).
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3. Tra��p���� ve����la�
❏ As proteínas transportadas a partir do RE são transportadas por
vesículas de transporte, que se desprendem da membrana de um
compartimento e, então, se funde com a membrana de um segundo
compartimento.
❏ O brotamento contínuo e a fusão de vesículas de transporte são
características importantes e responsáveis pelo transporte do RE para o
Golgi e do Golgi para outros compartimentos do sistema de
endomembranas.
❏ Vi� se���tóri� p�i�c����: a proteína é sintetizada no RE (membrana e, depois,
lúmen), é destinada ao aparelho de Golgi e, finalmente, à superfície celular.
❏ Vi� en���íti�� p�i�c����: moléculas extracelulares são ingeridas e
degradadas, sendo enviadas para endossomos iniciais, endossomos
tardios e lisossomos.
❏ O brotamento vesicular é promovido pela formação de uma camada de
revestimento proteico. Depois do brotamento (origem), o revestimento
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proteico se desliga da vesícula, permitindo que haja interação da vesícula
com a membrana à qual irá se fundir.
O revestimento proteico mais famoso é a CLATRINA. Geralmente, as
vesículas revestidas por clatrina se originam no Golgi (secreção) e na
membrana plasmática (endocitose).
B�O��M���O D� ���ÍCU���
1. Moléculas que serão transportadas se ligam a umreceptor de membrana;
2. As adaptinas (proteínas) são atraídas pelos receptores e elas fixam o
revestimento da proteína clatrina, que se associam em uma rede esférica
na superfície citosólica, conferindo o formato à vesícula;
3. A dinamina (proteína) funciona como uma forca ou anel e fecha a vesícula,
desligando-a da membrana e permitindo com que ela seja transportada;
4. O revestimento proteico (adaptinas e clatrinas) são removidas;
5. A membrana da vesícula se funde com a membrana-alvo e libera as
moléculas que estavam sejam transportadas.
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Referência:
ALBERTS, B.; BRAY, D.; JOHNSON, A. et al. Fundamentos da Biologia Celular. Uma. Introdução à
Biologia Molecular
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