Conserved mechanism for targeting of Tail-anchored proteins in eukaryotes

Abstract

Membránové proteiny, které tvoří přibližně jednu čtvrtinu všech proteinů v buňce, jsou transportovány skrze hydrofilní prostředí cytosolu, než jsou integrovány do membrány organel, nebo do plasmatické membrány. Jedná se o složitý proces, který vyžaduje správné načasování i souhru řady zúčastněných proteinů. Skupina transmembránových proteinů, tzv. Tail-anchored (TA) proteinů, neobsahuje klasický signální peptid umístěný na N-konci proteinu, který proteiny cílí k membráně endoplasmatického retikula. Tato informace je místo toho obsažena v jediné transmembránové doméně na C-konci TA proteinů. Z tohoto důvodu musí být TA proteiny transportovány až po ukončení translace. Hlavní způsob transportu TA proteinů je zprostředkován tzv. Guided Entry of Tail-anchored protein drahou neboli GET drahou. Tuto dráhu tvoří u kvasinek celkem šest (Sgt2, Get1-Get5) a u člověka sedm (navíc Bag6) proteinů, které mají za úkol rozeznat a navázat TA protein, přenést ho k membráně endoplazmatického retikula a zprostředkovat jeho vložení do membrány. Kromě modelových systémů, byly některé z proteinů GET dráhy studovány u rostlin a u Plasmodium falciparum. To do značné míry komplikuje naše pochopení obecného mechanismu dráhy i její využití napříč eukaryoty. Rozhodli jsem se proto charakterizovat GET dráhu u parazitického...

Approximately one-fourth of all cellular proteins represent integral membrane proteins (IMPs) that are transported through the cytosol across or into the organellar or plasma membrane. Transport of IMPs requires precise timing which needs to be precisely regulated for them to reach their final destination. Tail-anchored (TA) proteins represent specific class of membrane proteins that lack the N-terminal signal peptide, which targets the nascent polypeptide to the endoplasmic reticulum (ER) membrane for the co-translational transport. Instead, they possess single C-terminal transmembrane domain (TMD) that serves as their targeting signal. Therefore, TA proteins are transported only post-translationally when the C-terminal TMD appears from the ribosome. The Guided Entry of Tail-anchored proteins (GET) pathway is the dominant way of how TA proteins find their way into the ER membrane. It is a multistep process that is mediated by six (Sgt2, Get1-Get5) proteins in yeast and seven (plus Bag6) proteins in human, which involves recognition of a TA protein, its targeting to the ER membrane and the actual membrane insertion. In addition to the model cell systems, some of GET pathway components were studied in plants and recently in Plasmodium falciparum, which makes our knowledge on the distribution and the...