Vesikulärer Transport

Lukas A. HuberLukas.A.Huber@i-med.ac.at

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)