VezikulárisVezikuláris transzport transzport

Dr. med. habil. Kőhidai LászlóDr. med. habil. Kőhidai LászlóEgyetemi docensEgyetemi docens

Semmelwesi Egyetem, Semmelwesi Egyetem, Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai IntézetGenetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet

2008. 2008.

IntracellulIntracellulárisáris ve vezziikkululárisáris tratranszportnszport

Kommunikáció – sejten belül; sejt-Kommunikáció – sejten belül; sejt-környezetkörnyezet

Belső membránrendszer Belső membránrendszer Anyagok felvétele és emésztés helyére Anyagok felvétele és emésztés helyére

(lizoszómák) szállítása - (lizoszómák) szállítása - endocendocitózisitózis Proteinek szállítása az ER-Golgi útvonalon a Proteinek szállítása az ER-Golgi útvonalon a

felszíni membránhoz - felszíni membránhoz - exocexocitózisitózis

Vezikuláris transzport fő útvonalai a sejtbenVezikuláris transzport fő útvonalai a sejtben

IntracellulIntracellulárisáris ve vezziikkululárisáris tratranszportnszport

A kétirányú, kompartmentek közti A kétirányú, kompartmentek közti transzport egyensúlyban vantranszport egyensúlyban van

Ezt a membránproteinek folyamatos Ezt a membránproteinek folyamatos visszaáramlása biztosítjavisszaáramlása biztosítja

BiosBioszintetikus-szekréciószintetikus-szekréciós útvonalútvonal

EEndocndocitotikus útvonalitotikus útvonal

Helyreállító-fenntartóHelyreállító-fenntartóútvonalakútvonalak

Transzport vezikulum

A membránnal határolt vezikulumok A membránnal határolt vezikulumok meghatározott anyagokat szállítanakmeghatározott anyagokat szállítanak•SzekrécióSzekréció

•Lizoszómális enzimekLizoszómális enzimek

•Membrán és ECM összetevőiMembrán és ECM összetevői

A szállítás irányát a membrán összetevői A szállítás irányát a membrán összetevői határozzák meg ld. donor és target határozzák meg ld. donor és target compartmentekcompartmentek

A vezikuláris transzport molekuláris alapjai

A bioszintetikus-szekréciós és az endocitotikus A bioszintetikus-szekréciós és az endocitotikus útvonalak 10 vagy több kompartment között útvonalak 10 vagy több kompartment között teremtenek kapcsolatotteremtenek kapcsolatot

Megfelelő molekuláris egyezés (receptor/ligand) Megfelelő molekuláris egyezés (receptor/ligand) határozza meg a transzport irányát, a határozza meg a transzport irányát, a membránok fúzióját.membránok fúzióját.

Burkos vezikulumokBurkos vezikulumok

A burok szerepe:A burok szerepe: Egyes membrán-komponenseket (pl. Egyes membrán-komponenseket (pl.

receptorok) meghatározott membrán-receptorok) meghatározott membrán-foltokba (patch) koncentrálfoltokba (patch) koncentrál

A burokkal fedett felszín lefűződésének A burokkal fedett felszín lefűződésének elősegítése – vezikulum képzéselősegítése – vezikulum képzés

Burkos vezikulumok típusaiBurkos vezikulumok típusai

Clathrin-Clathrin-burkos vezikulumburkos vezikulum

COPI-COPI-burkosburkos ve vezikulumzikulum

COPII-COPII-burkos vezikulumburkos vezikulum

Mindegyik típusra eltérő traszport jellemzőMindegyik típusra eltérő traszport jellemző

A három burkos vezikulum morfológiailag A három burkos vezikulum morfológiailag is megkülönböztethetőis megkülönböztethető

Clathrin-Clathrin-burkos vezikulum:burkos vezikulum: Golgi – plazmamembrán Golgi – plazmamembrán transtranszzportportokok

COPI- COPI- ésés COPII- COPII-burkosburkos ve vezikulumok:zikulumok:dER - Golgi közti transzportokdER - Golgi közti transzportok

A clathrin-burok építőeleme a triskelionA clathrin-burok építőeleme a triskelion

Clathrin-burok Clathrin-burok A triskelion zikk-zakk és globuláris szerkezeti elemeiA triskelion zikk-zakk és globuláris szerkezeti elemei

Clathrin felépítésének összehasonlításaClathrin felépítésének összehasonlítása

A clathrin-burok kialakulásában résztvevőA clathrin-burok kialakulásában résztvevő protein-protein és protein-lipid kapcsolatokprotein-protein és protein-lipid kapcsolatok

Emlősök clathrin-kötő fehérjéi Emlősök clathrin-kötő fehérjéi

Alberts et all. Molecular Biology of the Alberts et all. Molecular Biology of the cellcell

BUROK KÉPZÉS ÉS BUROK KÉPZÉS ÉS CARGO CARGO KIVÁLASZTÁSKIVÁLASZTÁS

LEFŰZŐDÉS LEFŰZŐDÉS KEZDETEKEZDETE

VEZIKULUM VEZIKULUM KÉPZŐDÉSEKÉPZŐDÉSE

BUROK LEVÁLÁSABUROK LEVÁLÁSA

Clathrin-burkos vezikulum leválása Clathrin-burkos vezikulum leválása

A dynamin szerepe a lefűződés A dynamin szerepe a lefűződés folyamatábanfolyamatában

A Dinamin egy G-A Dinamin egy G-fehérje, GTP-t köt fehérje, GTP-t köt és bont.és bont.

Alberts et all. Molecular Biology of the cellAlberts et all. Molecular Biology of the cell

Receptor-mediált Receptor-mediált endocitózisendocitózis

Alberts et all. Molecular Biology of the cellAlberts et all. Molecular Biology of the cell

Receptor-mediált endocitózisReceptor-mediált endocitózis

ÖsÖsszefoglalás: Clathrin-burkos vesiculumszefoglalás: Clathrin-burkos vesiculum

ÖsÖsszefoglalás: szefoglalás: COPIICOPII-burkos vesiculum-burkos vesiculum

ÖsÖsszefoglalás: szefoglalás: COPICOPI-burkos vesiculum-burkos vesiculum

Vezikulum és a célmembrán fúziójának lépései (1)Vezikulum és a célmembrán fúziójának lépései (1)

Vezikulum és a célmembrán fúziójának lépései (2)Vezikulum és a célmembrán fúziójának lépései (2)

NSF – N-ethylmaleimide sensitive factorSNAP – soluble NSF attachment proteinSNAP-25 – synaptosomal associated protein 25 kDaVAMP – vesicle associated membrane protein

A vezikulum-membrán fúziójának A vezikulum-membrán fúziójának fontos komponense: fontos komponense: a protonpumpaa protonpumpa

A membrán-úzió fő molekuláris komponenseinek A membrán-úzió fő molekuláris komponenseinek összeépüléseösszeépülése

SNAP-25 – synaptosomal associated protein 25 kDaVAMP – vesicle associated membrane protein

SNAP-25SNAP-25 VAMPVAMP SyntaxinSyntaxin

n-Sec1-syntaxinn-Sec1-syntaxinkomplexkomplex

SyntaxinSyntaxin

komplexkomplex

n-Sec1n-Sec1

Vesicularis transport –Vesicularis transport –„„Budding”Budding”

Vesicularis transport –Vesicularis transport –„„Docking”Docking”

„„Kiss and run” fúzióKiss and run” fúzió

syntaxin

VAMP

SNAP-25

egyéb

CCP – cl.-coated pitCCV – cl-coated vesic.DCV – dense core vesic.IC – intermed. comp.

SNARE proteinek szubcelluláris eloszlásaSNARE proteinek szubcelluláris eloszlása

SNARE – soluble N-ethylmaleimide sensitive factor attachment protein receptor

G-fehérjék szerepe a vezikuláris traszportban (1)G-fehérjék szerepe a vezikuláris traszportban (1)

Rab-ciklusRab-ciklus

G-fehérjék szerepe a vezikuláris traszportban (2)G-fehérjék szerepe a vezikuláris traszportban (2)

S. cerevisiae C. elegans D. melanogaster H. sapiens0

5000

10000

15000

20000

25000

30000F

elté

tele

zett

gén

ek s

zám

a

A vezikuláris transzportért felelős fehérjékA vezikuláris transzportért felelős fehérjék génjeinek feltételezett számagénjeinek feltételezett száma

SNARE-ek és az evolúcióSNARE-ek és az evolúció

S. cerevisiae H. sapiens