도식
Protein Traffic
Proteins Can Move Between Compartments in Different Ways
거의 모든 단백질은 Mitochondria와 plastids 내부의 일부 단백질을 제외하고 cytosol의 ribosomes에서 합성을 시작한다. 각 단백질의 최종 위치는 아미노산 서열에 포함된 하나 이상의 sorting signals에 의해 결정되며, 이 신호들은 단백질을 세포의 다른 부분으로 전달하도록 지시한다.
sorting signals는 상보적인 sorting receptors에 의해 인식되어 구획 간 이동을 매개한다. Sorting signal이 없는 단백질들은 cytosol에 영구적으로 남아있게 된다.
한 구획에서 다른 구획으로 단백질을 이동시키는 네 가지 근본적으로 다른 방식이 있다:
1. 001_Protein Translocation
Transmembrane protein translocators가 cytosol에서 topologically 구별되는 공간으로 특정 단백질을 직접 수송한다.
주요 특징:
- 수송되는 단백질 분자는 translocator를 통과하기 위해 펼쳐져야 함
- ER lumen, ER membrane, Mitochondria로의 초기 수송에 사용됨
예시:
- cytosol에서 Endoplasmic Reticulum로 선택된 단백질들의 초기 수송
- Mitochondria로의 단백질 수송
2. 002_Gated Transport
단백질과 RNA 분자가 nuclear envelope의 nuclear pore complexes를 통해 cytosol과 Nucleus 사이를 이동한다.
주요 특징:
- Nuclear pore complexes가 선택적 gates로 기능
- 특정 macromolecules와 macromolecular assemblies의 능동 수송 지원
- 두 topologically different한 공간 사이의 이동
- 단백질이 folded 상태로 이동 가능
3. 003_Vesicular Transport
Membrane-enclosed transport intermediates가 topologically identical한 구획으로로 단백질을 운반한다.
Transport intermediates의 형태:
- 작은 구형 transport vesicles
- 길쭉한 tubules
- 더 큰 불규칙한 형태의 organelle 단편들
작동 메커니즘:
- Transport intermediate가 출발 구획의 lumen과 membrane에서 유래한 cargo molecules로 적재되면서 budding하고 분리됨
- 목적지 구획에서 transport intermediate가 구획의 enclosing membrane과 융합
- Cargo를 방출함
주요 특징:
- 수송되는 단백질들은 과정 중 막을 절대 가로지르지 않음
- 세포 내 위상학적 관계를 유지함
예시:
- Endoplasmic Reticulum에서 Golgi apparatus로의 가용성 및 membrane-embedded proteins 전달
4. 004_Engulfment
이중막 sheets가 cytoplasm의 일부분을 감싸는 방식이다.
작동 메커니즘:
- 막 구조가 내용물 주위를 감쌈
- Membrane fusion에 의해 봉합되어 별도의 구획 형성
- Autophagosome 생성
예시:
- Autophagy: cytoplasm의 일부를 감싸 분해를 위해 lysosome으로 전달
- Nuclear envelope re-formation: 유사분열 후 decondensing chromosomes 주위를 ER tubes와 sheets가 감싸고 측면으로 융합하여 이중막 envelope 형성
