Lec 9 chuong 4 van chuyen protein

Sinh học phân tử là khoa học nghiên cứu các hiện tượng sống ở mức độ phân tử. Phạm vi nghiên cứu của môn học này có phần trùng lặp với một số môn học khác trong sinh học đặc biệt là di truyền học và hóa sinh học. Sinh học phân tử chủ yếu tập trung nghiên cứu mối tương tác giữa các hệ thống cấu trúc khác nhau trong tế bào, bao gồm mối quan hệ qua lại giữa quá trình tổng hợp của DNA, RNA và protein và tìm hiểu cách thức điều hòa các mối tương tác này. Hiện nay, sinh học phân tử và sinh học tế bào được xem là nền tảng quan trọng của công nghệ sinh học. Nhờ phát triển các công cụ cơ bản của sinh học phân tử như các enzyme cắt hạn chế, DNA ligase, các vector tạo dòng, lai phân tử, kỹ thuật PCR... sinh học phân tử ngày càng đạt nhiều thành tựu ứng dụng quan trọng.

Vận chuyền hướng đích và

phân giải protein

4.1 Vận chuyền protein tới các vị trí đích và phân giải protein (1 tiết) Vận chuyên nhờ tín hiệu hướng đích và các protein hỗ trợ

Vận chuyên nhờ các thu thé trung gian

Vận chuyên nhờ các microvesicle

Vận chuyền protein tới các bào quan (1 tiết)

Vận chuyền trong quá trình dịch mã và sau dịch mã

Tín hiệu hướng đích và sự vận chuyên protein vào ti thé va luc lap

Vận chuyên protein dén peroxisom, bộ máy golgl

Vai trò của các chaperon trong việc gấp nếp và vận chuyên protein

Hệ thông tiết protein ở tê bào eukaryote

Sự phân giải protein (1 tiết)

Sự phân giải lựa chọn protein, con đường Ubiquitin

Vai trò của enzyme cải biên đầu N và thời gian tồn tại của protein

- Phân nhỏ tổng hợp cũng bởi các ribosome trong

các bao quan (ti thế hoặc lục lạp).

Vi tri phan bo protein

Proteins tong hop & té bao chat có thé chia thành 2 nhóm theo sự định vị của chúng:

— Không kết hợp với màng (protein bào tương): có khả năng hòa tan và nằm trong tê bao chat

— Kết hợp với màng: neo màng, xuyên màng

Sự vận chuyền protein

Protein thực hiện chức năng trong nhân > chuyền từ tễ bào chất vào trong nhân thông qua lỗ nhân

Các protein còn được vận chuyển vào trong các bào quan có câu

trúc màng (ti thé, perisome, luc lap)

Các protein tổng hop @ ti thé, luc lap t6n tai ngay & trong cac bao

quan nay

Cac protein gan voi cac thé mang (membrane body), mang lưới nội chất, bộ máy Golgi, endosome và lysosome sẽ được chuyên đến,

gắn vào các câu trúc này và thực hiện chức năng ở đó

Các protein tiết ra ngoài tê bào cần phải có một hệ thông riêng để van chuyén (tiết).

nuclear envelope

Golgi complex centriole

Vận chuyền protein vào tỉ the

Hâu hết các protein bào quan được tổng hợp

ở trong tê bào chất

Gene mã hóa lại nằm ở trong nhân > phiên

mã > vận chuyên ra té bao chat > dich ma

> van chuyén lại vào bào quan

Các protein này được vận chuyên vào bào

quan như thê nào?

Peptide tín hiệu

Một số trình tự đặc biệt, gọi là peptid tín hiệu

(signal peptide) Tín hiệu này sẽ hướng protein vào các bảo quan dich

Trên màng các bào quan chứa các phức hợp

giúp cho quá trình vận chuyên protein (protein

translocator complex).

Các giai đoạn chuyên protein vao ti thé

Proteim liramsloecator

Gompllex

Các giai đoạn chuyên protein vao ti thé

SNGmall

Peptiidase

Protein is carried through transiocon

Protein duoc

mang thong

qua cơ chế chuyền vị

Vai trò của chaperon

Chaperones control protein folding interactions

của protein

khác

Vai trò của các chaperon

° Chaperone giúp cho quá trình vận chuyền protein,

giúp cho protein bị biên tính > câu trúc ban đâu

¢ Hsp (heat shock protein) 70 và một số protein hỗ

trợ khác tạo thành một lớp các chaperon

°ồ Hsp90 là một chaperon chuyên hóa hoạt động

trong con đường dẫn truyên tín hiệu.

Vận chuyền protein nhờ các

microvesicle

Exosomes

ER-residerf 1 — KDEL peptide protein

Cau hoi?

° Tai sao cac protein trong té bao khéng bi hé thong

enzyme nội bào phân giải?

‹_ Làm thê nào tế bào nhận ra protein bị hư hỏng hoặc

không hoạt động chức năng để loại bỏ?

¢ Tin hiéu gi giup cho các protease (proteosome) nhận ra

va thuy phan?

Ubiquitin và sự phân giải protein

Ubiquitin

Protein được tổng hợp > thực hiện chức năng > phân giải

Proteosome tham gia vào quá trình loại bỏ các protein không thê thực hiện được chức năng nữa (26S, 195)

Hoạt động thủy phân protein dùng ATP

Protein + ubiquitin (peptide gồm 76 amino acid) Các loại 26S

proteosome > thủy phân

Rồi loạn chức năng của 265 proteosome 2 bệnh tat (ung

thư, các bệnh vệ tủy sông, thân kinh)

Việc thủy phân loại bỏ protein liên quan đến việc gan

ubiquitin

Ubiquitin hoa

Quá trình thủy phân gồm 2 bước: gắn ubiquitin (đầu C)

và phân giải bởi phức hợp proteosome

Ubiquitin đóng vài trò đeo thẻ đánh dâu (tag)

Việc gắn ubiquitin liên quan đến nhiều enzyme Enzyme E1 gắn ubiquitin dùng ATP Sau đó ubiquitin được

chuyền qua trung gian E2 Enzym này tương tác với

protein đích tạo thành phức hợp enzyme cơ chất Phức hợp này sau đó nhận ra bởi E3 Enzyme này tạo liên kết cong hoa tri vo’ protein dich

Néu gan nham ubiquitin > isopeptidases loại bỏ

ubiquitin > protein được bảo vệ

N-terminal domain

¢ Phan dau N tan cùng của các protein có một vùng gắn ubiquitin, việc gắn thường xảy ra vào nhóm -NH; của

một hoặc một số amino acid Lys

° _ Một số phân tử protein có một vùng gọi là N-terminal domain đóng vai trò như tín hiệu cho quá trình ubiquifin hóa (vị trí gắn cho E3)

‹_ Các protein mất chức năng (cân bị loại bỏ) sẽ bộc lộ

những vi tri nay trong cau trúc phân tử > ubiquitin hóa.

/— HECT

C9 Pe: Ubiquitin-carner ~ El IF35

iquitin- protein; Ubiquitin- aolvi

activating conjugating ị» Prot _

http://en wikipedia.org/wiki/File: Ubiquitylation.svg

Vai trò của SUMO

‹ Các protein nhỏ đóng vai trò cải biên protein

“đích” tương tự như ubiquitin goi la SUMO

(Small ubiquitin-related modifier protein)

¢ Co hon 50 protein SUMO, chung thực hiện quá

trinh hoi la SUMO hoa (SUMOylation)

¢ Quá trình này xảy ra & tat cả các mô và giai

đoạn phát triển.