Vesikulärer Transport Lukas A. Huber [email protected].
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Vesikulärer Transport
Lukas A. [email protected]
Subzelluläre KompartimenteOrganellen
Protein TransportTransportwege und Vesikel
Protein-, Membran- und Vesikel- Transport in
Eukaryonten
Budding, Transport und Fusion
Intrazelluläre Organellen und die
wichtigsten Transportwege
Transport vom ER zum Golgi
Das Endoplasmatische Retikulum (ER)
„Raues“ ER (mit Ribosomen) bildet orientierte Stacks oder abgeflachte Zisternen
„glattes“ ER ist mit diesen Zisternen verbunden und bildet ein Netzwerk von feinen tubulären Verbindungen
ER zu Golgi Transport:Selektives
Zurücksortieren von Proteinen
Das Zurücksortieren von löslichen ER-ständigen Proteinen wird durch ein kurzes, 4-Aminosäuren langes Sortierungssignal bewerkstelligt: KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) oder eine ähnliche
Sequenz
Der Golgi-Apparat
Polarisierter Golgi in einer Drüsenzelle der
Magenschleimhaut
Funktionelle Kompartimente im Golgi
Transport vom Golgi zur Zelloberfläche
Sekretion: regulierte und konstitutive Transportwege
Exozytose sekretorischer Vesikel
Insulinfreisetzung durch intrazelluläre Transportvesikel in einer beta-Zelle des Pankreas
Synaptische Vesikel
Diese kleinen, uniformen Vesikel findet man nur in Nerven- und Einigen Drüsenzellen. Sie transportieren und lagern szernierte (Neuro-)
Transmittersubstanzen
Elektronen Mikroskopie von Exozytose in
Mastzellen
Lokal polarisierte Sekretion einer
Mastzelle
Lokal stimulierte Mastzelle (Stimulans wurde an Träger/Beads gekoppelt)
Polarisierter Transport in Epithelzellen
Vergleich mit einer ebenfalls
polarisierten Nervenzelle....
Transport vom Trans- Golgi Netzwerk ins
Lysosom
Der Mannose 6-Phosphat Rezeptor Transportweg
Der Transport neu synthetisierter lysosomaler Hydrolasen ins Lysosom
Transport von der Plasma Membran in die Zelle:
Endozytose
Endozytose - ein paar überaschende Fakten….
• 2500 clathrin coated pits verlassen die Plasma Membran in Richtung Endosom jede Minute in einem kultivierten Fibroblasten
• Eine Makrophage “verspeist” 25% ihres eigenen Volumens an Flüssigkeit / Stunde
• Das bedeutet, 3% der Plasma Membran werden jede Minute internalisiert oder 100% in ca 1/2 Stunde!!
Receptor-mediierte Endozytos von Low Density
Lipoproteinen (LDL)
Polarisierte Epithelzellen besitzen zwei unterschiedliche
Endozytose Kompartimente
Transzytose
Die möglichen Transportwege internalisierter Rezeptoren
Intrazelluläre Organellen und die
wichtigsten Transportwege
Drei mögliche endozytotische
Transportwege im Proteinabbau
Molekulare Grundlagen des Proteintransportes
Wie bilden sich Vesikel, was benötigen
sie?
„Coats“ auf Vesikeln (I): Clathrin
„Coats“ auf Vesikeln (I): Clathrin
Sorting signal forendocytosis
„Coats“ auf Vesikeln (I): Clathrin
„Coats“ auf Vesikeln (II): Clathrin
Elektronenmikroskopie von Clathrin Vesikeln die sich an der Plasma
Membran bilden
Wo wird der Clathrin abhängige Transportweg
verwendet?
„Coats“ auf Vesikeln (II): Coatomer oderr
COP-coats
„Coats“ auf Vesikeln (II): Coatomer oderr
COP-coats
coatomer coats do not self-assemble but require ATP to
drive their formation
Kleine GTP-bindende Proteine (Ras, Rab, ARF, SAR, Rho, Rac
etc...)
„Coats“ auf Vesikeln (II): Caveolin auf
Cavolae
Wie bewegen sich Vesikel innerhalb von
Zellen?
Endozytose benötigt Mikrotubuli
Motorproteine für beide Richtungen...
Vesikel Transport entlang von Mikrotubuli
Aktin Motoren
Myosin-I und Myosin-II Motoren
Wie wird die Richtung bestimmt? Warum
fusioniert ein Vesikel mit der richtigen
Organelle?
SNARE Proteine bestimmen den Zielort
Rab Proteine kontrollieren das
Andocken
Jede Organelle besitzt zumidest 1 Rab Protein an der zytoplasmatisch zugewandten Oberfläche
Subcellular Locations of Some Rab Proteins
Protein Organelle
Rab1 (YPT1) ER and Golgi complex Rab2 transitional ER, cis Golgi network Rab3A secretory vesicles Rab4 early endosomes Rab5 early endosomes, plasma membrane Rab6 medial and trans Golgi cisternae Rab7 late endosomes Rab8 (Sec4) basolateral/dendritic trans golgi vesicles Rab9 late endosomes, trans Golgi network
Wie kann man sich vesikel Fusion vorstellen?
Wie kann Fusion von Vesikelmebranen erklärt
werden?
Membranfusion und Viren (I)
Membranfusion und Viren (II)