Complex GET
El complex GET (Guided entry of tail-anchored protein) és un grup de proteïnes (Get1, Get2 i Get3) que actuen en conjunt per facilitar la inserció de proteïnes d'ancoratge per la cua a la membrana del reticle endoplasmàtic (RE). Ho fa reconeixent la seqüència senyal (SS), que es troba a l'extrem C-terminal d'aquestes proteïnes, per, tot seguit, fer la translocació post-traduccional (posterior a la síntesi proteica).[1]
Les proteïnes ancorades per la cua es caracteritzen per tenir una regió amb una estructura hèlix α hidrofòbica a l'extrem C-Terminal. Quan el complex GET ha acabat d'actuar, aquesta regió queda travessant la membrana, fent de punt d'ancoratge al RE. D'aquí d'on surt el nom d'aquest grup de proteïnes.[2][3]
Localització
[modifica]
El complex GET està format per tres subunitats. Dues d'elles (Get1 i Get2), es troben ancorades a la membrana del RE, i la tercera (Get3), lliure pel citosol.
D'aquesta manera, poden dur a terme la seva funció, recaptar amb Get3 les proteïnes del citosol i ancorar-les a la membrana del RE amb l'ajuda de Get1 i Get2.
Estructura
[modifica] Estructura tridimensional de la proteïna Get1. Extreta d'AlphaFold. | |
| Massa molecular | 20,82 KDa |
|---|---|
| Identificadors | |
| https://www.uniprot.org/uniprotkb/O00258/entry#names_and_taxonomy | |
| PDB | https://www.ebi.ac.uk/pdbe/entry/pdb/8cr1 |
Get1 (o WBR)
[modifica]La proteïna Get1 es troba integrada a la membrana del RE. Hi ha diverses propostes sobre la seva estructura.
La més acceptada és que està formada per tres hèlix α hidrofòbiques, que fan de domini transmembrana (TMD), i tres fragments hidròfils, dos els quals fan de pont (o loop) entre els TMD. El primer loop (de l'aminoàcid 19 al 104) es troba al citosol i conforma el domini d'interacció amb la Get3.[4][5][6]
En cas que aquesta proposta fos certa, l'extrem N-terminal de la proteïna apuntaria cap al lumen i el C-terminal cap al citosol. Tanmateix, altres estudis conclouen que Get1 pot estar format per quatre TMD, disposant-se tant l'extrem N-terminal com l'extrem C-terminal de cara al lumen del RE.[5]
Get2 (o CAMLG)
[modifica] Estructura tridimensional de la proteïna Get2. Extreta d'AlphaFold. | |
| Massa molecular | 14,28 KDa |
|---|---|
| Identificadors | |
| https://www.uniprot.org/uniprotkb/P49069/entry#structure | |
| PDB | https://www.ebi.ac.uk/pdbe/entry/pdb/8cr1 |
La proteïna Get2 també és una proteïna integral de membrana i presenta tres TMD amb estructura hèlix α hidrofòbica.[4][5]
Té l'extrem N-terminal al citoplasma i el C-terminal al lumen. Presenta un primer domini citosòlic (de l'aminoàcid 1 al 151) amb una forma molt variable, a excepció dels primers 35 aminoàcids, els encarregats d'interaccionar amb la Get3, que no canvien mai d'estructura.[4][6]
Get3 (o TRC40)
[modifica] Estructura tridimensional de la proteïna Get3. Extreta d'AlphFold. | |
| Massa molecular | 40,15 KDa |
|---|---|
| Identificadors | |
| https://www.uniprot.org/uniprotkb/O43681/entry | |
| PDB | https://www.ebi.ac.uk/pdbe/entry/pdb/6SO5 |
La proteïna Get3 està formada per dues subunitats idèntiques, unides per un ió de zinc (Zn2+). Cada subunitat conté:
- Un domini d’unió entre nucleòtids (NBD). Conté una cisteïna, que té un grup tiol que s’atrau amb el Zn2+.
- Un P-loop i un A-loop. Són les zones encarregades d’unir-se a l'ATP. Contenen glicina, que s’uneix a magnesi (Mg2+) per provocar una atracció iònica amb els grups fosfat de l'ATP (carregats negativament).
- Un domini d’unió a la SS de la proteïna ancorada per la cua (TABD, de l'anglès TA Binding Domain). Aquest domini està enriquit amb metionines i presenta moltes hèlix α.[4]
La Get3 pot estar en forma oberta o tancada. En forma oberta té afinitat per la SS, i en forma tancada no.[7] Es troba en forma oberta quan està en la forma apo (proteïna sense cofactor) o en absència de Mg2+ unit a nucleòtids.[4] En la forma oberta, els subdominis α helicoidals interaccionen entre si. Resultat d'aquesta interacció és una butxaca hidrofòbica a la qual s'unirà la regió transmembrana de la proteïna ancorada per la cua.[8] En canvi, quan el Mg2+ es troba unit a nucleòtids, la Get3 agafa la conformació tancada, perdent afinitat per la proteïna ancorada per la cua.[4]
Mecanisme d'acció
[modifica]El mecanisme d'acció del complex GET s'inicia al citosol, quan una ATP s'uneix a la Get3. Això, li dona l'habilitat de passar d'estat obert a tancat. Quan entra en contacte amb la regió hidrofòbica d'una proteïna ancorada per la cua, fa el canvi de forma i l'atrapa.
Aleshores, la unió es dirigeix cap a la membrana del RE, on s'uneix amb el complex receptor Get1-Get2. Concretament, interacciona amb la Get2 i forma un complex tancat. La hidròlisi de l’ATP, que porta unida la Get3, permetrà la interacció amb la Get1, que l'orientarà al llarg de la membrana.[2][3][4] No obstant, es pensa que la interacció de la Get3 amb les proteïnes integrals Get1-Get2, pot ser també simultània.[4] A partir d'aquí, la Get3 passa a la forma oberta i allibera la proteïna perquè s’ancori per la cua a la membrana.[5]
Finalment, per tal de tornar a iniciar el cicle de nou, es recicla la Get3. Aquesta expulsa l'ADP que resta de la hidròlisi i es desenganxa del complex Get1-Get2 per tornar al citosol. Allà, torna a agafar un ATP per recuperar l'afinitat per les proteïnes ancorades per la cua.[2]
Implicacions patològiques
[modifica]Un mal funcionament del complex GET en les funcions cel·lulars mediades per les proteïnes TA.
En absència del receptor Get1/Get2, aquestes proteïnes unides a les Get3 no arriben a la membrana del RE, quedant atrapades en grans agregats citosòlics. Aquests agregats podrien interferir en altres processos cel·lulars i causar estrès al RE. Considerant que les proteïnes TA participen en la via secretora i es troben a l'embolcall nuclear, els peroxisomes i els mitocondris, un dèficit d'aquestes pot comprometre el tràfic vesicular, la capacitat apoptòtica de la cèl·lula i el control de qualitat de proteïnes, entre d'altres.[1][9][10]
La unió a la Get3 també és un pas decisiu en la via d'inserció. Tenint en compte la seva capacitat de distingir entre les proteïnes de la via secretora i les destinades als mitocondris, la seva absència podria portar a la localització errònia d'aquestes proteïnes. Per aquesta raó, l'eficàcia d'inserció també es veuria compromesa sense el reconeixement per part de la Get3.[1]
Referències
[modifica]- ↑ 1,0 1,1 1,2 Schuldiner M, Metz J, Schmid V, Denic V, Rakwalska M, Schmitt HD, et al. The GET Complex Mediates Insertion of Tail-Anchored Proteins into the ER Membrane. Cell. 2008 [consultat 9 novembre 2024]; 134(4):634-645. DOI: 10.1016/j.cell.2008.06.025
- ↑ 2,0 2,1 2,2 Alberts B, Heald R, Johnson A, Morgan D, Raff M, Roberts K, et al. Molecular biology of the cell. 7a ed. New York: Norton & Company; 2022.
- ↑ 3,0 3,1 Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, et al. Biología Celular y Molecular. 7a ed. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana; 2016.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 Stefer S, Reitz S, Wang, F, Wild K, Pang Y, Schwarz, et al. Structural basis for tail-anchored membrane protein biogenesis by the Get3-receptor complex. NIH. 2011 [consultat 9 novembre 2024];333(6043):758-762. DOI: 10.1126/science.1207125.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Mariappan M, Mateja A, Dobosz M, Bove E, Hegde R, Keenan R. The mechanism of membrane-associated steps in tail-anchored protein insertion. Nature. 2011 [consultat 4 novembre 2024];477(7362):61-66. DOI: 10.1038/nature10362
- ↑ 6,0 6,1 Chartron J, Clemons W, Suloway C. The complex process of GETting tail-anchored membrane proteins to the ER. Current Opinion in Structural Biology. 2012 [consultat 2 novembre 2024];22(2):217-224. DOI: 10.1016/j.sbi.2012.03.001
- ↑ Simpson P, Schwappach B, Dohlman H, Lsaacson R. Structures of Get3, Get4, and Get5 provide new models for TA membrane protein targeting. Cell Press. 2010 [consultat 31 octubre 2024];18(8):897-902. DOI: 10.1016/j.str.2010.07.003
- ↑ Hegde R, Keenan R. Tail-anchored membrane protein insertion into the endoplasmic reticulum. Nature Reviews. 2011 [consultat 4 novembre 2024];12(12):787-798. DOI: 10.1038/nrm3226
- ↑ Jiang H. Quality control pathways of tail-anchored proteins. BBA. 2021 [consultat 9 novembre 2024];1868(2):118-922. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2020.118922
- ↑ McDowell M, Heimes M, Fiorentino F, Mehmood S, Farkas Á, Coy-Vergara J, et al. Structural Basis of Tail-Anchored Membrane Protein Biogenesis by the GET Insertase Complex. Mol Cell. 2020 [consultat 9 novembre 2024];80(1):72-86. DOI: 10.1016/j.molcel.2020.08.012