Tréfego intracelular de vesículas

Prévia do material em texto

TRÁFEGO 
INTRACELULAR 
DE VESÍCULAS
Prof. Dr. Cleber Machado de Souza
A célula necessita realizar uma 
intensa movimentação interna...
Introdução 
E para isso ela executa
o tráfego intracelular 
através de vesículas
Introdução Introdução 
Vesícula 
transportadora
Carga
Moléculas são transferidas através 
de um compartimento para o outro... 
O tráfego vesicular ocorre 
em vias bem definidas
Introdução 
Via endocítica
Via biossintética-secretora
Via endocítica
Introdução 
Direciona-se para dentro...
A partir da membrana 
plasmática...
Via biossintética-secretora
Introdução 
Direciona-se para fora...
A partir do retículo passando
pelo Golgi e chegando até
a superfície celular...
Todo essas “vias” dependem 
de componentes específicos...
Os revestimentos das vesículas
Os marcadores de superfície
Introdução 
Seletividade do processo
Vesículas 
revestidas
Para executar a sua função a vesícula 
transportadora deve ser seletiva...
Ela deve captar apenas as 
proteínas apropriadas (1)
E deve se fusionar somente com 
a membrana-alvo apropriada (2) 
Vesículas revestidas
A maioria das vesículas 
de transporte forma-se...
A partir de regiões 
especializadas da 
membrana...
Vesículas revestidas
Necessitam de...
revestimento
proteínas adaptadoras
proteínas receptoras de carga
Vesículas revestidas
carga
Existem 3 tipos de revestimentos:
Clatrina
COPII
COPI
Vesículas revestidas
1
3
2
Vesículas revestidas
1
2
3
3
2
1 Vesículas 
revestidas 
por clatrina
São formadas na membrana 
plasmática...
Vesículas revestidas por clatrina
Rota endocítica...
Vesículas revestidas por clatrina
1
1
Vesículas revestidas por clatrina
Também a partir do Golgi...
Rota secretória constitutiva
ou para o lisossomo...
Vesículas revestidas por clatrina
1
1
Vesículas revestidas por clatrina
1
2 3
4
1 - Revestimento (clatrina)
2 - Proteína adaptadora
3 - Receptor de carga
4 - Carga
2
Vesículas revestidas por clatrina
A ligação da carga aos receptores 
de carga iniciam o processo de 
formação da vesícula revestida...
Vesículas revestidas por clatrina
A vesícula é
composta de 
subunidades 
de clatrina...
Cada subunidade de clatrina
consiste em 3 cadeias 
polipeptídicas grandes...
E 3 cadeias pequenas
Formando uma estrutura
chamada de trisquélion
Vesículas revestidas por clatrina
Vesículas revestidas por clatrina
trisquélion
Vesículas revestidas por clatrina
trisquélion
Três cadeias 
polipeptídicas 
grandes e 
pequenas
Vesículas revestidas por clatrina
Formam 
dímeros...
Proteínas adaptadoras
“Adaptinas”
Vesículas revestidas por clatrina
1) ligam o 
revestimento 
de clatrina
Proteínas adaptadoras
À membrana
“Adaptinas”
Vesículas revestidas por clatrina
Proteínas adaptadoras
2) estabilizam
os receptores 
de carga 
“Adaptinas”
Vesículas revestidas por clatrina
Receptores de carga
“Recebem” as 
cargas (solúveis)
Responsáveis pelo início
do processo de formação 
da vesícula revestida...
Vesículas revestidas por clatrina
1
2 3
4
1 - Revestimento (clatrina)
2 - Proteínas adaptadoras
3 - Receptor de carga
4 - Carga
2
Vesículas revestidas por clatrina
Interações laterais
entre as adaptinas e o 
revestimento de clatrina
Montagem do revestimento... 
Vesículas revestidas por clatrina
produzido por uma chaperosa hsp70 
que opera como uma ATPase
Desmontagem do revestimento... 
Liberação das 
vesículas revestidas
Junto com a formação 
da vesícula revestida
Liberação das vesículas...
É necessário a ação de 
outras moléculas... 
Que irão regular a 
liberação das vesículas...
Duas moléculas importantes são 
envolvidas na etapa de liberação 
das vesículas revestidas...
Fosfoinositídeos (PIPs)
Dinamina
Liberação das vesículas...
Fosfolipídeos
de inositol
Cinases
Fosfoinositídeos (PIPs)
P
P
PI(4,5)P2
Liberação das vesículas...
P
P
Fosfoinositídeos (PIPs)
Liberação das vesículas...
É uma 
proteína 
encontrada 
ao redor do 
pescoço...
Dinamina
Liberação das vesículas...
Dois domínios que são 
importantes para a execução
do processo de liberação...
Dinamina possui...
Liberação das vesículas...
Um domínio de ligação 
que interage com PI(4,5)P2
O qual ancora 
a dinamina à
membrana
Liberação das vesículas...
P
P
P
P
P
P
P
P
Outro domínio funciona
como uma GTPase...
Ele regula a 
freqüência de 
liberação das 
vesículas...
Liberação das vesículas...
As membranas do “pescoço”
são aproximadas e fundidas
Liberação das vesículas... Liberação das vesículas...
O tráfego vesicular ocorre 
em vias bem definidas
Introdução 
Via endocítica
Via biossintética-secretora
Via biossintética-secretora
Introdução 
Direcionam-se para fora...
A partir do retículo passando
pelo complexo de Golgi...
As proteínas deixam 
o RE em vesículas 
revestidas
As proteínas recém-sintetizadas 
são transportadas do RE até o CG
Vesículas de transporte do RE ao CG
Em pequenas vesículas de 
transporte revestidas de COPII
Vesículas de transporte do RE ao CG
Essas vesículas
brotam de regiões 
especializadas 
do retículo...
Sítios de saída 
do retículo
Elemento Elemento Elemento Elemento 
transicionaltransicionaltransicionaltransicional
Vesículas de transporte do RE ao CG
1 - Componentes do 
revestimento de COPII
3
2
1
1 1
2 - Receptor de carga
3 - Carga
Vesículas de transporte do RE ao CG
Cargas...
Possuem um sinal de saída...
Vesículas de transporte do RE ao CG
Receptores de cargas...
Terão também sinais de saída...
Vesículas de transporte do RE ao CG
Componentes do revestimento COPII
Ligam-se aos sinais de saída
dos receptores de carga...
Vesículas de transporte do RE ao CG
Sar1: GTPase
recrutadora de 
revestimento
Montagem do revestimento... 
Sar1-GTP
Proteína Rab
Sar1-GTP
GEF
Sar1-GDP
GAP
GDPGTP
〤
As proteínas mal 
dobradas não 
podem deixar o RE
Vesículas de transporte do RE ao CG
Chaperonas
Ligam-se a proteínas mal dobradas...
A via de 
recuperação 
do retículo
A via de recuperação do RE
Essa via envolve a 
presença de um outro 
tipo de proteína de 
revestimento
COPI
Vesículas de transporte do RE
GTPases recrutadoras de 
revestimento: ARF
A via de recuperação do RE
Propicia a recuperação de 
proteínas ao retículo...
Proteínas solúveis no RE
Proteínas de membrana do RE
É dependente de sinais de 
recuperação para o retículo...
A via de recuperação do RE
Possuem um pequeno 
sinal de recuperação...
Lys-Asp-Glu-Leu
Seqüência KDEL
Para proteínas solúveis do RE...
A via de recuperação do RE
A seqüência-sinal (KDEL) 
será ligada aos...
Receptores de KDEL
Dando condições para formar
o revestimento de COPI
Para proteínas solúveis do RE...
A via de recuperação do RE
KDEL
Receptor 
KDEL
Proteínas 
solúveis
Revest.
COPI
A via de recuperação do RE
Duas lisinas seguidas por 
quaisquer outros aminoácidos
Seqüência KKXX
Na extremidade c-terminal
dessas proteínas existem...
Para proteínas de membrana do RE...
A via de recuperação do RE
KKXX
C-terminal
KKXX
Revest.
COPI 
COPI
Para proteínas de membrana do RE...
A via de recuperação do RE
Seqüência KDEL: ligadas aos receptores de KDEL 
e estes são ligados ao revestimento de COPI
Seqüência KKXX: diretamente ligadas ao
revestimento de COPI
Tiposde vesículas revestidas
Existem 3 tipos:
Vesículas revestidas por clatrina
Vesículas revestidas por COPII
Vesículas revestidas por COPI
Tipos de vesículas revestidas
As “vias” dependem de 
componentes específicos...
Os revestimentos das vesículas
Os marcadores de superfície
Seletividade do processo
Tráfego vesicular
Marcadores de 
superfície
Marcadores de superfície
Para assegurar que o tráfego de 
membranas ocorra ordenadamente
As vesículas de transporte
devem ser altamente seletivas
Para reconhecer a membrana-alvo 
correta em que irão se fundir...
Marcadores de 
superfície
Membrana das vesículas
Membrana alvo 
Marcadores de superfície
Esse processo depende 
de dois tipos de proteínas
As proteínas Rab
As proteínas SNARE
Marcadores de superfície
-> Aproximam a membrana da 
vesícula da membrana alvo... 
-> Fazem a fusão das membranas...
Proteína Rab
Proteína Rab
Direciona a vesícula
aos locais específicos de 
fusão na membrana-alvo
Proteína Rab
Com mais de sessenta
membros conhecidos...
Cada proteína Rab
associa-se com uma 
ou mais organelas
Proteína Rab
Inativas
Ativas
Proteína Rab
-> citoplasma
-> presas à MP
São GTPases monoméricas
Proteína Rab
Em seu estado ligado a GTP...
E fortemente associadas à
membrana de uma vesícula
E também à membrana alvo 
Estarão ativas...
Proteína Rab
Vamos visualizar juntos...
Proteína Rab
Proteína Rab Proteína Rab
Proteína Rab
Proteína de 
apresamento
Proteína 
efetora de Rab
Proteína Rab
Proteína Rab Proteína Rab
Proteína Rab
No citoplasma = inativas...
Quando ligadas a GDP
E ao inibidor de dissociação 
Rab-GDP (GDI)
Este complexo (Rab/GDP/GDI) 
é mantido solúvel no citoplasma
Proteína SNARE
Proteína SNARE
A principal função é
mediar a fusão das 
bicamadas lipídicas
Proteína SNARE
Proteína SNARE
Quando as duas membranas 
estiverem bem justapostas...
Os lipídeos poderão fluir
da bicamada de uma 
membrana para outra
Proteína SNARE
Proteína SNARE
Para que esse 
processo de fusão
entre as membranas 
ocorra é necessário...
Proteína SNARE
Que a água
seja deslocada
Da superfície 
hidrofílica da 
membrana 
plasmática
Proteína SNARE
São proteínas transmembranas e 
se relacionam como conjuntos 
complementares...
v-SNARE
t-SNARE
Proteína SNARE
v-SNARE é encontrada na 
membrana das vesículas
Cadeia 
polipeptídica 
única
Proteína SNARE
t-SNARE é encontradas 
nas membranas-alvo...
É composta por 
2 ou 3 cadeias 
polipeptídicas
Proteína SNARE
Tanto a v-SNARE quanto a t-SNARE
possuem domínios helicoidais...
Que interagem
Formando feixes 
estáveis...
Proteína SNARE Proteína SNARE
Tem sido melhor caracterizada 
nas células neuronais...
Elas medeiam a ancoragem e a 
fusão das vesículas sinápticas
Na membrana plasmática 
das terminações nervosas
Proteína SNARE e Tétano Proteína SNARE
Após a fusão, os complexos 
devem ser desmontados...
Desmontagem das SNARE...
Proteína SNARE
Uma proteína crucial para 
desmontar as SNAREs é
chamada de NSF...
Proteína SNARE
NSF é uma ATPase
Que junto a proteínas 
acessórias...
Proteína SNARE
Para desemaranhar a interação 
entrelaçada dos domínios 
helicoidais das SNAREs Outro tipo de 
revestimento
Outro tipo
TRÁFEGO 
INTRACELULAR 
DE VESÍCULAS
Prof. Dr. Cleber Machado de Souza