Encaminhamento Celular de Proteínas em Células Eucarióticas: Membranas e Organelas, Exercícios de Bioquímica

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Bioquímica II – SQM

ENCAMINHAMENTO CELULAR

DE PROTEÍNAS DE

MEMBRANAS E ORGANELARES

A N A B E A T R I Z B A R R A N C O ( 8 5 2 3 5 3 3 ) G A B R I E L K O S S A K A ( 8 5 2 3 2 2 0 ) L U C A S F U R N I E L ( 8 5 2 3 6 1 6 ) R A F A E L R O M A N O ( 8 9 2 8 4 5 1 )

Sumário

• Célula eucariótica;
• Sequência Sinal;
• Endereçamento para R.E.;
• Glicosilação e endereçamento;
• Hidrolases;
• Proteínas de mitocôndrias e cloroplastos;
• Endereçamento de proteínas nucleares.

Considerando uma célula eucariótica...

• Se a grande maioria das proteínas é sintetizada nos ribossomos, então

como elas são encaminhadas, de forma específica, ao seu devido destino?

Ribossomos

(no citosol)

Proteína A

Proteína B

Proteína C

Encaminhamento celular de proteínas

• Diferentes mecanismos estão envolvidos no encaminhamento celular de

proteínas; depende de onde ela sai e para onde ela vai;

• No entanto, há um ponto em comum: uma dada sequência de

aminoácidos presente na proteína dita (direciona) para onde ela deve ser encaminhada.

Sistema de endereçamento: início no R.E.

• Proteínas lisossômicas, de membrana ou a serem secretadas: sequência

sinalizadora (aminoterminal)  transporte para o R.E.;

O papel da glicosilação no endereçamento

• No lúmen do R.E. as proteínas recém

sintetizadas são glicosiladas;

• A ligação do oligossacarídeo se dá por

meio de um resíduo de asparagina na

maioria dos casos;

• Um oligossacarídeo central de 14 resíduos de monossacarídeos é sintetizado sequencialmente no R.E. e transferido para a proteína a partir de uma molécula de dolicolfosfato doadora.

O papel da glicosilação no endereçamento

• A transferase (presente no lúmen do R.E.), não atua sobre proteínas citosólicas;
• O oligossacarídeo pode sofrer modificações, mas sempre mantém ao menos o núcleo de 5 resíduos.

O endereçamento no aparelho de Golgi

• Após as modificações, as proteínas são

direcionadas ao aparelho de Golgi por

meio de vesículas;

• No aparelho de Golgi, algumas proteínas são:

 O -glicosiladas

 Têm seus oligossacarídeos N-ligados modificados

• São selecionadas e enviadas aos seus destinos por mecanismos ainda pouco conhecidos.

Hidrolases

• Um dos processos de endereçamento bem compreendidos;
• Destino: Lisossomos;
• Reconhecimento de característica na estrutura 3D (aparelho de Golgi)

FOSFOTRANSFERASE

Fosforila certos resíduos de manose

Hidrolases

 Presença de manose-6-fosfato → sinal de encaminhamento para os lisossomos;

 Ligação em proteínas receptoras → [hidrolase-receptor] → Porção trans;

 Nas vesículas de seleção o complexo se dissocia pela ação do pH mais baixo e ação de uma fosfatase → hidrolase é encaminhada aos lisossomos.

Endereçamento de proteínas nucleares

• Diversas proteínas nucleares são sintetizadas no citosol e têm que ser transportadas para o núcleo
• Ex: RNA e DNA-polimerases, histonas, topoisomerases, proteínas que regulam a expressão gênica, etc.
• Esse tráfego é modulado por um complexo sistema de sinais e proteínas de transporte, ainda não muito elucidado

Sequência de localização nuclear

• Na maioria dos eucariotos, o envelope celular é rompido a cada divisão e as proteínas se dispersam;
• Quando este é reestabelecido, estas precisam ser novamente importadas;
• Assim, a sequência de localização nuclear (NLS) – sequência sinal, não é clivada;
• Características da NLS:
  • Pode estar localizada em qualquer região da proteína
  • 4 a 8 AAs incluindo vários resíduos básicos (Arg ou Lys) consecutivos.

Importação/Exportação nuclear

• Importação e exportação possuem mecanismos muito semelhantes
• Ran-GTP induz os receptores de importação a liberarem sua carga; e os receptores de exportação a se ligarem na sua carga

Referências bibliográficas

NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. Porto Alegre: Artmed, 2010. 1298 p.

ALBERT, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K;

WALTER, P. Biologia Molecular da Célula. Porto Alegre: Artmed,

2010. 695 p.