Question 1

Che ruolo svolge la sequenza del segnale ER nell'inserimento delle proteine transmembrana?

Accepted Answer

La sequenza segnale ER agisce come un segnale di inizio-trasferimento, iniziando la traslocazione della catena polipeptidica attraverso il canale Sec61 sulla membrana del reticolo endoplasmatico. Questa sequenza idrofobica viene riconosciuta dal macchinario del translocone e dirige la proteina in crescita nel canale. Dopo che il polipeptide inizia ad attraversare il bilayer lipidico, il complesso peptidasi segnale scinde la sequenza segnale, rilasciando l'N-terminale nel lume del reticolo endoplasmatico e permettendo la continua sintesi proteica.

Question 2

Come funziona un dominio idrofobico come segnale di arresto del trasferimento?

Accepted Answer

Un dominio idrofobico nella catena polipeptidica non può attraversare il bilayer lipidico e agisce come un segnale di stop-transfer quando incontrato dal canale Sec61. Il canale si apre lateralmente a questo punto, rilasciando il dominio idrofobico direttamente nel nel bilayer lipidico per formare un dominio transmembrana. Questo meccanismo impedisce ulteriori traslocazioni e ancora la proteina nella membrana del RE permettendo la continuazione della sintesi ribosomiale del dominio citosolico.

Question 3

Che cosa distingue le proteine transmembrana a singolo passaggio di tipo I e di tipo II?

Accepted Answer

Le proteine di tipo I hanno una sequenza segnale ER clivabile e il loro N-terminale è posizionato nel lume ER con il C-terminale nel citosol. Le proteine di tipo II mancano di un segnale clivabile; invece, il loro dominio transmembrana agisce come una sequenza di ancoraggio del segnale non clivabile preceduta da residui caricati positivamente che impediscono la traslocazione N-terminale. Questo risulta in proteine di tipo II che hanno una topologia invertita con il C-terminale nel lume e il N-terminale nel citosol.

Question 4

Perché i residui caricati positivamente influenzano la topologia delle proteine transmembrana?

Accepted Answer

I residui caricati positivamente posizionati prima del dominio transmembrana impediscono all'N-terminale di scivolare nel translocone, mantenendolo nel citosol. Nelle proteine di tipo II, questi residui precedono la sequenza di ancoraggio del segnale, risultando in un orientamento N-terminale citosolitico. Nelle proteine di tipo III, i residui positivi seguono la sequenza di ancoraggio del segnale, permettendo l'inserimento N-terminale nel translocone e lasciando il C-terminale nel citosol.

Question 5

Qual è la composizione dei domini transmembrana nelle proteine integrali?

Accepted Answer

I domini transmembrana consistono in 20-25 aminoacidi idrofobici disposti in una struttura secondaria elicoidale. Questi domini sono abbastanza stabili da incastrarsi all'interno dei fosfolipidi di la membrana e sono critici nel determinare la topologia complessiva della proteina. La loro natura idrofobica permette loro di interagire favorevolmente con l'ambiente lipidico non polare evitando il citoplasma acquoso e il lume.

Question 6

Come fa il cancello laterale del canale Sec61 a facilitare l'inserimento delle proteine?

Accepted Answer

Il canale laterale della porta del canale Sec61 si apre per permettere ai domini idrofobici di uscire dal translocone e di incorporarsi direttamente nel doppio strato lipidico. La sequenza segnale in ansa utilizza questo canale laterale per spostarsi fuori dal canale prima di essere tagliata dalla peptidasi del segnale. Questo meccanismo permette un inserimento efficiente dei domini transmembrana senza richiedere che l'intero polipeptide attraversi la membrana.

Question 7

Cosa accade al ribosoma dopo che la sintesi della proteina transmembrana di tipo I è completata?

Accepted Answer

Dopo la terminazione della traduzione, il ribosoma si dissocia dall'mRNA, lasciando dietro di sé una proteina transmembrana di segnale di tipo I incorporata nella membrana del RE. La proteina matura mantiene la sua topologia caratteristica con il terminale N nel lume e il terminale C nel citosol. L'inserimento di multi-proteine transmembrana passanti segue principi simili ma coinvolge molteplici segnali di stop-transfer.

Inserimento di proteine transmembrana a passaggio singolo nel RER

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