Mecanismos de transporte de proteínas

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JULIANA LOPES
 EBMSP 21.1
Mecanismos de transporte de proteínas 
Os sinais de endereçamento direcionam as proteínas para as organelas certas. 
1. Transporte mediado - movimento entre o citosol e o núcleo através de complexos do poro nuclear.
2. Transporte transmembrana - translocadores de proteína transmembrana transportam diretamente proteínas específicas de um lugar para outro topologicamente diferente.
3. Transporte vesicular - vesículas de transporte esféricas levam proteínas de um lugar para outro topologicamente equivalente.
OBSERVAÇÕES:
O retículo endoplasmático rugoso possui função de síntese proteica e de modificações de lipídios e proteínas. São abundantes em células com elevada taxa de síntese proteica.
O retículo endoplasmático liso tem função de síntese de hormônios esteroides, detoxificação e de reservatório de cálcio. São abundantes em células produtoras de hormônios esteroides e nos hepatócitos. 
Transporte transmembrana
As proteínas destinadas à secreção, ao serem sintetizadas, devem passar pelo reticulo endoplasmático para sofrerem enovelamento, oligomerização, pontes dissulfeto e glicosilação
A translocação de proteínas para o retículo endoplasmático pode ser realizada a partir de dois mecanismos: translocação cotraducional e translocação pós-traducional.
· Translocação cotraducional
A importação de proteínas para o RE ocorre antes da síntese completa da cadeia polipeptídica, permitindo que uma ponta da cadeia seja translocada para o RE enquanto a outra ainda está sendo sintetizada (ribossomo ligado à membrana do RE).
· Translocação pós-traducional 
A importação para o RE ocorre depois que a síntese da cadeia está completa (ribossomo citosólico).
OBS: na translocação pós-traducional ocorre com gasto de energia. No entanto, na translocação cotraducional não há gasto energético. 
Inserção de proteínas na membrana do RE
· Proteínas transmembrana passagem única a cadeia polipeptídica atravessa a membrana. 
· Proteínas transmembrana de múltiplas passagens algumas partes da cadeia polipeptídica atravessam a membrana. 
Glicosilação de proteínas no RE 
Adição de um oligossacarídeo a uma proteína. Esse processo é importante, tendo em vista que cerca de metade das proteínas eucarióticas são glicosiladas. 
· Modificação tardia (golgi)
Toda a diversidade de oligossacarídeos existentes em glicoproteínas. 
Papel da glicosilação no enovelamento de proteínas 
Exportação e degradação de proteínas mal-enoveladas 
As proteínas enoveladas inadequadamente são exportadas de volta do RE para o citosol, onde são degradadas em proteassomos.
As proteínas mal-enoveladas no RE ativam uma “resposta de proteína desenovelada”
Transporte vesicular
Esse transporte é realizado entre espaços topologicamente equivalentes. Assim, as proteínas não precisam atravessar a membrana. Ocorre a partir da saída de uma vesícula transportadora do compartimento doador, carreando a carga com os componentes que devem ser transportados, e essa vesícula será direcionada para um compartimento alvo. 
Existem três vias associadas ao transporte vesicular:
Via Biosintética-secretora: 
RE golgi superfície celular/lisossomos 
Via endocítica: 
A partir da membrana plasmática endossomos lisossomos
Via de recuperação: 
Faz o balanço do fluxo de membranas entre os compartimentos na direção oposta, trazendo membranas e proteínas de volta ao compartimento de origem.
As proteínas de revestimento (clatrina, COPI e COPII) são importantes para selecionar proteínas a serem transportadas e para modelar a vesícula em formação, deformando a membrana. Vale ressaltar que cada tipo de proteína de revestimento é utilizado para etapas diferentes de transporte.
Clatrina as vesículas revestidas de clatrina transportam moléculas carga selecionadas através de proteínas adaptadoras e dinamina. 
OBS: o papel da dinamina na liberação de vesículas revestidas por clatrina: múltiplas moléculas de dinamina se arranjam em uma espiral ao redor do pescoço do broto em formação. Acredita-se que a espiral recrute outras proteínas para o pescoço do broto, que, junto com a dinamina, desestabilizam a interação das bicamadas lipídicas de forma que os folhetos não citoplasmáticos se unam. A vesícula recém-formada se libera então da membrana.
Fusão de vesículas com a membrana alvo:
Existe uma especificidade de direcionamento através dos marcadores de superfície, relacionada à origem da vesícula e ao tipo de carga. 
- Proteínas Rab direciona para o destino 
- SNAREs medeia a fusão da membrana
Complexo de golgi 
O complexo de golgi é responsável pela síntese de carboidratos e pela classificação e direcionamento de produtos do RE. As proteínas e lipídios entram no complexo de golgi pela face cis e saem pela face trans. 
Lisossomos
Os lisossomos são organelas envoltas por membranas preenchidas com enzimas eletrolíticas que digerem macromoléculas e fazem parte da via endocítica. Os lisossomos possuem estágios de maturação: 
- Endossomos tardios: são os que possuem como conteúdo as hidrolases ácidas e material endocitado.
- Endolisossomos: são formados quando os endossomos tardios se fusionam com lisossomos pré-existentes.
- Lisossomo: são chamados de lisossomos os endolisossomos que possuem a maior parte de suas substancias digeridas. 
Via biossintética-secretora
Exocitose – via secretora que distribui proteínas recém-sintetizadas, carboidratos e lipídeos para a membrana plasmática ou para o espaço extracelular.
 - Vias secretoras constitutiva: opera continuamente, presente em todas as células e secreta proteínas solúveis e recém-sintetizadas, além de lipídeos. 
- Via secretora regulada: proteínas são concentradas e estocadas até a chegada de um sinal específico capaz de estimular sua secreção.
Via endocítica 
Endocitose: células removem componentes da membrana plasmática e os largam em componentes internos denominados de endossomos. 
- Endocitose mediada por receptores: é uma via eficiente de captação de macromoléculas específicas do fluido extracelular. A endocitose mediada por receptor é importante para garantir um mecanismo seletivo de concentração que aumenta a eficiência de internalização de ligantes específicos em mais de cem vezes. 
Exemplos de endocitose mediada por receptor:
1) Endocitose de LDL mediada por receptor: quando o receptor é reciclado e o ligante é digerido. 
✓ LDL se dissocia do receptor no meio ácido dos endossomos primários. Em seguida, já em endolisossomos e lisossomos ela é degradada e liberada como colesterol livre. 
✓ Já os receptores de LDL são devolvidos à membrana plasmática através de vesículas de transporte que brotam da região tubular do endossomo primário.
2) Endocitose de transferrina mediada por receptor: quando tanto o ligante quanto o receptor são reciclados. 
✓ O baixo pH induz a liberação do ferro da transferrina, podem a própria molécula e seu receptor permanecem no endossomo, sendo reciclados de volta para a membrana.
3) EGF e REGF: quando tanto o receptor quando e o ligante são degradados em lisossomos. 
✓ Regulação negativa de receptores (down-regulation) 
✓ Receptor ativado é marcado com uma ubiquitina (ou algumas), que se ligam a proteínas que guiam os receptores para dentro das fossas com clatrina. 
✓ Essa adição de ubiquitina bloqueia a reciclagem do receptor.
Referencia 
ALBERTS, Bruce et al. Molecular biology of the cell. 2 ed. New York: Garland Publishing, Inc., 1989.