Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

COPI

Micrografía electrónica de vesículas revestidas de COPI. O diámetro medio das vesículas a nivel de membrana é de 60 nm.

A COPI (/cop un/) é un coatómero, un complexo proteico[1] que recobre vesículas celulares que transportan proteínas desde o lado cis do aparato de Golgi de regreso ao retículo endoplasmático rugoso, onde foi orixinalmente sintetizada, e entre os compartimentos do Golgi. Este tipo de transporte denomínase transporte retrógrado, en contraste co transporte anterógrado asociado coa proteína COPII (/cop dous/). O nome "COPI" procede do inglés e refírese a coat protein complex I (complexo proteico de cuberta I), que inicia o proceso de evaxinación nas membranas no lado cis do Golgi. O recubrimento ou revestimento consta de grandes subcomplexos proteicos que están feitos de sete subunidades proteicas diferentes, chamadas α, β, β', γ, δ, ε e ζ. As vesículas que levan este recubrimento denomínanse vesículas COPI.

COPI
Identificadores
SímboloCOPI_C
PfamPF06957
InterProIPR010714

Proteínas de revestimento

Esta proteína de cuberta COPI é unha proteína dependente do factor de ADP-ribosilación (ARF), implicada no tráfico de membranas.[2] A COPI foi primeiramente identificada no tráfico retrógrado desde o cis-Golgi ao retículo endoplasmático rugoso[3][4] e é o máis estensamente estudado dos adaptadores dependentes de ARF. A COPI consta de sete subunidades que forman un complexo proteico heteroheptamérico.

A función primaria dos adaptadores é a selección de proteínas cargamento para a súa incorporación a transportadores nacentes (vesículas). As moléculas de cargamento que conteñan os motivos de selección KKXX e KXKXX interaccionan coa COPI para formar transportadores que son transportados desde o cis-Golgi ao retículo endoplasmático.[5][6][7][8][9] A opinión actual é que os ARF están tamén implicados na selección do cargamento para a incorporación en transportadores.

Proceso de evaxinación

O factor de ADP-ribosilación (ARF) é unha GTPase implicada no tráfico de membrana. Hai 6 ARF de mamíferos, que están regulados por unhas 30 GEF e GAP. A ARF é modificada postraducionalmente no seu extremo N-terminal por adición do ácido graxo miristato.

O ARF oscila cambia ciclicamente entre as conformacións unidas a GTP e GDP. Na forma unida a GTP, a conformación de ARF cambia de modo que o miristato e o N-terminal hidrófobo quedan máis expostos e asócianse coa membrana. A interconversión entre os estados unidos a GTP e GDP é mediado por factores de intercambio do nucleótido guanina ARF (GEFs) e proteínas activadoras da GTPase ARF (GAPs). Na membrana, o ARF-GTP é hidrolizado a ARF-GDP polas ARF GAPs. Unha vez na conformación unida ao GDP, o ARF pasa a unha conformación menos hidrófoba e disóciase da membrana. Os ARF-GDP solubles son convertidos de novo a ARF-GTP polas GEFs.

1. Proteínas luminais: As proteínas que se encontran no lume do aparato de Golgi que necesitan ser transportadas ao lume do retículo endoplasmático conteñen o péptido sinal KDEL.[10] Esta secuencia é recoñecida por un receptor de KDEL unido a membrana. En lévedos, este é Erd2p e en mamíferos é KDELR. Este receptor despois únese a un ARF-GEF, unha clase de factores de intercambio do nucleótido guanina. Esta proteína á súa vez únese ao ARF. Esta interacción causa que ARF intercambie o seu GDP unido cun GTP. Unha vez que se fixo este intercambio o ARF únese ao lado citosólico da membrana cis-Golgi e insire a súa hélice alfa N-terminal anfipática miristoilada na membrana.[11]
2. Proteínas de membrana: As proteínas transmembrana que residen no retículo endoplasmático conteñen sinais de selección nas súas colas citosólicas que dirixen a proteína para que saia do Golgi e torne ao retículo endoplasmático. Estes sinais de selección, ou motivos, conteñen tipicamente a secuencia de aminoácidos KKXX ou KXKXX, que interacciona coas subunidades da COPI α-COP e β'-COP.[9][10] A orde na cal as proteínas adaptadoras se asocian co cargamento, ou coa que ditas proteínas e asocian cos ARF non está clara; porén, para formar unha proteína de cuberta de transportador maduro, deben asociarse o adaptador, o cargamento e o ARF.

A deformación da membrana e a evaxinación do transportador ocorre despois do conxunto de interaccións descritas antes. O transportador entón evaxínase da membrana doante, no caso de COPI esta membrana é o cis-Golgi, e o transportador móvese ao retículo endoplasmático, onde se fusiona coa membrana aceptora e o seu contido é expulsado.

Estrutura

A tríada COPI. Esquema de cores: membrana - gris; Arf1 - rosa; gamma-COP - verde claro; beta-COP, verde escuro; zeta-COP - amarelo; delta-COP - laranxa; betaprima-COP - azul claro; alfa-COP - azul escuro

Na superficie dunha vesícula COPI as moléculas forman trímeros simétricos ("tríadas"). A estrutura curvada da tríada posiciona as moléculas Arf1 e os sitios de unión do corgamento próximos á membrana. As subinidades β′- e α-COP forman un arco sobre o subcomplexo γζβδ-COP, orientando os seus dominios N-terminais de tal maneira que o sitios de unión do motivo do cargamento K(X)KXX están situados optimamente contra a membrana. Así o β′- e α-COP non forman unha gaiola ou retículo como os recubrimentos de COPII e clatrina como previamente se pensaba;[12] ao contrario, están ligadas unha a outra por medio dos subcomplexos γζβδ-COP, formando unha ensamblaxe interconectada Arquivado 17 de maio de 2018 en Wayback Machine..[13] As tríadas están unidas entre si por contactos de valencia variable orixinando catro tipos diferentes de contactos.[14]

Notas

  1. ↑ Coat Protein Complex I Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
  2. ↑ Serafini T, Orci L, Amherdt M, Brunner M, Kahn RA, Rothman JE (1991). "ADP-ribosylation factor is a subunit of the coat of Golgi-derived COP-coated vesicles: a novel role for a GTP-binding protein.". Cell 67 (2): 239–53. PMID 1680566. doi:10.1016/0092-8674(91)90176-Y. 
  3. ↑ Schekman R, Orci L (1996). "Coat proteins and vesicle budding". Science 271 (5255): 1526–1533. PMID 8599108. doi:10.1126/science.271.5255.1526. 
  4. ↑ Cosson P, Letourneur F (1997). "Coatomer (COPI)-coated vesicles: role in intracellular transport and protein sorting.". Curr Opin Cell Biol 9 (4): 484–7. PMID 9261053. doi:10.1016/S0955-0674(97)80023-3. 
  5. ↑ Letourneur F, Gaynor EC, Hennecke S, Démollière C, Duden R, Emr SD, et al. (1994). "Coatomer is essential for retrieval of dilysine-tagged proteins to the endoplasmic reticulum.". Cell 79 (7): 1199–207. PMID 8001155. doi:10.1016/0092-8674(94)90011-6. 
  6. ↑ Sohn K, Orci L, Ravazzola M, Amherdt M, Bremser M, Lottspeich F, et al. (1996). "A major transmembrane protein of Golgi-derived COPI-coated vesicles involved in coatomer binding". J Cell Biol 135 (5): 1239–48. PMC 2121093. PMID 8947548. doi:10.1083/jcb.135.5.1239. 
  7. ↑ Sönnichsen B, Watson R, Clausen H, Misteli T, Warren G (1996). "Sorting by COP I-coated vesicles under interphase and mitotic conditions". J Cell Biol 134 (6): 1411–25. PMC 2120996. PMID 8830771. doi:10.1083/jcb.134.6.1411. 
  8. ↑ Orci L, Stamnes M, Ravazzola M, Amherdt M, Perrelet A, Söllner TH, et al. (1997). "Bidirectional transport by distinct populations of COPI-coated vesicles". Cell 90 (2): 335–49. PMID 9244307. doi:10.1016/S0092-8674(00)80341-4. 
  9. ↑ 9,0 9,1 Ma, Wenfu; Goldberg, Jonathan (2013-04-03). "Rules for the recognition of dilysine retrieval motifs by coatomer". The EMBO Journal 32 (7): 926–937. ISSN 1460-2075. PMC 3616288. PMID 23481256. doi:10.1038/emboj.2013.41. 
  10. ↑ 10,0 10,1 Mariano Stornaiuolo; Lavinia V. Lotti; Nica Borgese; Maria-Rosaria Torrisi; Giovanna Mottola; Gianluca Martire & Stefano Bonatti (March 2003). "KDEL and KKXX Retrieval Signals Appended to the Same Reporter Protein Determine Different Trafficking between Endoplasmic Reticulum, Intermediate Compartment, and Golgi Complex". Molecular Biology of the Cell 14 (3): 889–902. PMC 151567. PMID 12631711. doi:10.1091/mbc.E02-08-0468. 
  11. ↑ Goldberg, J. (1998-10-16). "Structural basis for activation of ARF GTPase: mechanisms of guanine nucleotide exchange and GTP-myristoyl switching". Cell 95 (2): 237–248. ISSN 0092-8674. PMID 9790530. doi:10.1016/s0092-8674(00)81754-7. 
  12. ↑ Lee, Changwook; Goldberg, Jonathan (2010-07-09). "Structure of coatomer cage proteins and the relationship among COPI, COPII, and clathrin vesicle coats". Cell 142 (1): 123–132. ISSN 1097-4172. PMC 2943847. PMID 20579721. doi:10.1016/j.cell.2010.05.030. 
  13. ↑ Dodonova, S. O.; Diestelkoetter-Bachert, P.; von Appen, A.; Hagen, W. J. H.; Beck, R.; Beck, M.; Wieland, F.; Briggs, J. a. G. (2015-07-10). "VESICULAR TRANSPORT. A structure of the COPI coat and the role of coat proteins in membrane vesicle assembly". Science 349 (6244): 195–198. ISSN 1095-9203. PMID 26160949. doi:10.1126/science.aab1121. 
  14. ↑ Faini, Marco; Prinz, Simone; Beck, Rainer; Schorb, Martin; Riches, James D.; Bacia, Kirsten; Brügger, Britta; Wieland, Felix T.; Briggs, John A. G. (2012-06-15). "The structures of COPI-coated vesicles reveal alternate coatomer conformations and interactions". Science 336 (6087): 1451–1454. ISSN 1095-9203. PMID 22628556. doi:10.1126/science.1221443. 

Véxase tamén

Outros artigos
Kembali kehalaman sebelumnya