タンパク質は細胞質のリボソームで合成される。mRNAをもとにタンパク質は合成される。
合成されたタンパク質はどこに行くか？
輸送手段は
まずERに行くタンパク質Aのシグナル配列(ssと略記）を取り除くと、それはcytoplasmに留まる。 だからssがERに行くのに必要である事が分かる。
次にcytoplasmに留まるタンパク質BにAのssを付加すると、BがERに行く。 つまりERに行くのに十分である事が分かる。
ssはN末端らしい。
ここでは、secretionされるタンパク質について考えたい。 分泌されるタンパク質はERやゴルジに入って輸送される。
Solubleなタンパク質がERに入るメカニズムには、 cotranslational translocationとpost-translational translocationの２つのメカニズムがある。
この仕組みのERへの輸送をcotranslationalと呼ぶ。合成と移動が同時に起こるからか。
Sec61に結合した後に合成をして押し出す他に、合成が終わった後にERに運ばれるメカニズムもある。 これがpost-translational translocation。
まず、合成したタンパク質にChaperonesタンパク質がくっついてfoldingを妨げた状態で保たれる。
ssをSRPが認識してSRP Receptorへ運ぶのは先程のメカニズムと同様。
ただ今回はリボソームから押し出される事は無いので、ERに入れる為の別の方法が必要。 それはERのlumen側にもBiPと呼ばれるシャペロンタンパク質が居て、これが受け取る。
BiPはSec61チャンネルと相互作用し、Sec61チャンネルがBiPをアクティベートする。
BiPがどうやって引き入れるかには、２つのモデルが考えられている。
どっちかはまだわかってないが、ラチェットが多少人気か？というくらいらしい。
何故か動画が無くてテキストの解説だったが。
Clycosylationというのはタンパク質の側鎖にglycosidic bondが形成されるcotranslational/post translational な modificationの一種らしい。 いろいろな形態があるが、主流なのは
の２つだとか。
N-linkedはAsnの側鎖のNに結合するもの。結合するものをN-linked glycanと呼ぶらしい。 N-linked glycanの前駆体はERの細胞質側表面で合成されて、lumenに入り、cotranslationalのnascent polypeptideと結合するらしい。
O-linkedはSerineかThreonineの側鎖のOと結合する。O-linked glycanはN-acetylgalactosamine (GaINAc)から始まるのが多いとか。
Glycosylationを触媒するenzymeをglycosyltransferaseと呼ぶ。 また、側鎖からsugarを取り除くenzymeをglycosidasesと呼ぶ。
Glycosylationは以下のような働きがある
cotranslationalで、ERの中で合成が再開されると、そこでcovalent modificationとfoldingは相互に関連しながら進む。 covalentにタンパク質を修正していく３つの種類のタンパク質がある。
なぜ頑張ってERの中にタンパク質を入れるのか？ トポロジーを考える。
ERやゴルジの中のlumenは細胞の外と同じ成分となっている。
タンパク質はERやゴルジの中でmodificationなどを行って、細胞の外で機能する状態に出来る。 こうしてそのまま細胞外に分泌出来る。
細胞の外はコンパートメントになっていないのでmodificationを行う酵素やシャペロンなどが適切に作用するのが難しいので、 ERやゴルジで修正して外に出す、というのが合理的。
ここまでは分泌されるタンパク質を考えてきたが、transmembrane proteinに関しても輸送のメカニズムがある。 これもcotranslationと似た仕組みになっている。
Transmembrane ProteinのType IとType IIは、MembraneのAsymmetryを参照。
3までは通常のcotranslational translocationと同じ。 4の結果、ERのlumen側にはN末端からtransmembraneドメインまでが入り、ERのmembraneの外側にC末端が出た状態になる。
このケースではN末端のssでは無く、ポリペプチドの途中にsignal anchorがある（Internal Signal Anchor）
向きがいい感じになるメカニズムはあまり良くわかってない。