Degradacja związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD) usuwa nieprawidłowe białka białek w szlaku wydzielniczym. Substraty białkowe ERAD są przemieszczane przez translokon przez translokon Sec61p z retikulum endoplazmatycznego do cytozolu, gdzie są ubikwitynowane i utylizowane. są ubikwitynowane i degradowane przez proteasom. Ponieważ kanał Sec61p jest jest również odpowiedzialny za import powstających białek, to dwukierunkowe przejście powinno być koordynowane, prawdopodobnie przez chaperony molekularne. Tutaj wskazujemy na cytozolowy chaperon AAA-ATPazę p97/Cdc48p w ERAD. Pokazujemy związek ssaków p97 i jego drożdżowego homologa Cdc48p w kompleksach z dwoma odpowiednimi substratami ERAD, wydzielniczą immunoglobuliną M w limfocytach B i 6myc-Hmg2p w drożdżach. drożdży. Błonowy 6myc-Hmg2p, jak również rozpuszczalny lumenalny CPY*, dwa krótkotrwałe substraty ERAD, są oznaczone jako ERAD, są znacznie stabilizowane w warunkowych mutantach cdc48 drożdży. Zaangażowanie zaangażowanie Cdc48p w dyslokację jest podkreślane przez akumulację substratów ERAD substratów w retikulum endoplazmatycznym, gdy Cdc48p nie działa, jak monitorowane przez aktywację odpowiedzi na niesfałdowane białko. Proponujemy, aby rola p97/Cdc48p w ERAD, zapewniona przez jego potencjalną aktywność unfoldazy i zdolność wiązania wielu ubikwityn, polega na działaniu na cytozolowej powierzchni retikulum endoplazmatycznego i do chaperonu dyslokacji substratów ERAD i i przekazywanie ich do proteasomu. --- System kontroli jakości w retikulum endoplazmatycznym komórek eukariotycznych zapewnia, że nowo zsyntetyzowane białka, które nie fałdują się do prawidłowej konformacji lub konformacji lub niezłożone sieroce podjednostki białek oligomerycznych są szybko eliminowane przez degradację proteolityczną. Wiąże się to z eksportem białek z retikulum endoplazmatycznego do cytozolu, a następnie ich zniszczenie przez przez cytozolowy szlak ubikwityna/proteasom. Podczas gdy mechanizm ten skutecznie zapobiega komórkowej akumulacji niefunkcjonalnych lub niechcianych endogennych białek. białek, czyni komórkę podatną na niektóre wirusy i toksyny, które są w stanie w stanie obalić ten mechanizm degradacji dla własnej korzyści. --- Do niedawna degradacja nieprawidłowych i niezłożonych białek zatrzymanych w retikulum endoplazmatycznym (ER) retikulum endoplazmatycznym (ER) uważano, że obejmuje niezidentyfikowane proteazy zlokalizowane w ER proteazy. Teraz pokazujemy, że degradacja związana z ER (ERAD) dwóch zmutowanych białek, które gromadzą się w ER białek, które gromadzą się w świetle ER, jest hamowana w szczepie drożdży z defektem proteasomu w szczepie drożdży z defektem proteasomu i gdy cytozol z tego mutanta jest używany w teście in vitro. Ponadto Ponadto, ERAD jest ograniczony in vitro w obecności inhibitorów proteasomu, 3,4-dichloroizokumaryny i laktacystyny. Co więcej, odkryliśmy, że substrat ERAD jest eksportowany z mikrosomów pochodzących z ER, a akumulacja eksportowanego substratu jest 2-krotnie większa, gdy cytozol mutanta proteasomu jest używany w zamiast cytozolu typu dzikiego. Wnioskujemy, że substraty lumenalne ERAD są eksportowane z ER drożdży do cytoplazmy w celu degradacji przez kompleks proteasomu kompleks. --- Niesfałdowane białka w retikulum endoplazmatycznym (ER) są eliminowane w procesie znanym jako degradacja związana z ERAD (ang. znany jako degradacja związana z ER (ERAD), który rozpoczyna się od rozpoznania nieprawidłowo sfałdowanego białka rozpoznanie, a następnie ubikwitynacja, retrotranslokacja do cytozolu, deglikozylacja i skierowanie do proteasomu w celu degradacji. Działania wielopodjednostkowych mechanizmów białkowych w błonie ER integrują te etapy. My postawiliśmy hipotezę, że regulacja montażu maszyn wielopodjednostkowych jest mechanizmem mechanizmem, za pomocą którego regulowana jest aktywność ERAD. Aby przetestować tę hipotezę zbadaliśmy potencjalną rolę regulacyjną małego białka oddziałującego z p97/VCP (SVIP) w tworzeniu maszynerii ERAD, która obejmuje ligazę ubikwityny ligazę ubikwityny gp78, AAA ATPazę p97/VCP i domniemany kanał Derlin1. Odkryliśmy, że SVIP jest zakotwiczony w błonie mikrosomalnej poprzez mirystoilację i współfrakcjonowany z gp78, Derlin1, p97/VCP i kaleksyną do ER. Podobnie jak gp78, SVIP również fizycznie oddziałuje z p97/VCP i Derlin1. Nadekspresja SVIP blokuje niezłożonego CD3delta z asocjacji z gp78 i p97/VCP, co jest towarzyszy spadek ubikwitynacji i degradacji CD3delta. Wyciszanie Ekspresja SVIP znacznie zwiększa tworzenie kompleksu gp78-p97/VCP-Derlin1, co koreluje ze zwiększoną degradacją CD3delta i nieprawidłowo sfałdowanego wariantu Z alfa-1-antytrypsyny, uznanych substratów gp78. Wyniki te sugerują że SVIP jest endogennym inhibitorem ERAD, który działa poprzez regulację montaż kompleksu gp78-p97/VCP-Derlin1. --- Białka błonowe i wydzielnicze ulegają fałdowaniu w retikulum endoplazmatycznym (ER) i nieprawidłowo sfałdowane białka mogą być zatrzymywane i kierowane do degradacji białek związanych z ER degradacji (ERAD). Aby wyjaśnić mechanizm, za pomocą którego integralne białko błonowe białko w ER jest degradowane, badaliśmy losy mukowiscydozy (CFTR) w drożdżach Saccharomyces cerevisiae. cerevisiae. Nasze dane wskazują, że CFTR rezyduje w ER i jest stabilizowany w szczepach z defektem proteasomu. szczepach z defektem aktywności proteasomu lub z delecją enzymu enzymów sprzęgających ubikwitynę Ubc6p i Ubc7p, wykazując tym samym, że CFTR jest bona fide substratem ERAD. bona fide ERAD w drożdżach. Odkryliśmy również, że białko szoku cieplnego 70 (Hsp70), chociaż nie jest wymagane do degradacji rozpuszczalnych substratów ERAD substratów ERAD, jest wymagane do ułatwienia obrotu CFTR. I odwrotnie, kalnexin i białko wiążące (BiP), które są wymagane do proteolizy białek lumenal zarówno u drożdży, jak i ssaków, są zbędne do degradacji CFTR, sugerując unikalne mechanizmy usuwania przynajmniej niektórych rozpuszczalnych i rozpuszczalnych i integralnych substratów ERAD w drożdżach. --- Degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD) jest mechanizmem kontroli jakości białek. mechanizm kontroli jakości białek, który minimalizuje szkodliwe skutki nieprawidłowego fałdowania białek w szlaku wydzielniczym. Chaperony molekularne i lektyny światła ER są niezbędnymi składnikami tego procesu, ponieważ utrzymują rozpuszczalność białek i mogą kierować substraty ERAD do proteasomu cytoplazmatycznego. Inne czynniki są prawdopodobnie wymagane, aby pomóc w wyborze substratów ERAD, a odrębne maszyny białkowe są wymagane dla substratów retrotranslacji/dyslokacji z ER i ukierunkowania na proteasom. Kiedy zdolność maszynerii ERAD jest przekroczona lub zagrożona, wiele dróg degradacji aby zapobiec szkodliwym konsekwencjom akumulacji substratów ERAD, które obejmują śmierć komórki które obejmują śmierć komórek i choroby. --- Rozpoznawanie i eliminacja nieprawidłowo sfałdowanych białek to kluczowe procesy komórkowe. procesy komórkowe. Ponad trzydzieści procent białek komórkowych to białka szlaku wydzielniczego. szlaku wydzielniczego. Fałdują się one w świetle lub błonie retikulum endoplazmatycznego, skąd są retikulum endoplazmatycznego, skąd są sortowane do miejsca działania. Proces składania jak również ponowne fałdowanie po stresie komórkowym, zależy od aktywności chaperonów. aktywności przyzwoitek. W przypadku, gdy białka nie są w stanie uzyskać swojej natywnej konformacji, chaperony o różnej specyficzności substratowej i aktywności prowadzą je do eliminacji. Dla większości nieprawidłowo sfałdowanych białek retikulum endoplazmatycznego wymaga to wymaga retro-translokacji do cytozolu i poliubikwitylacji przez maszynerię związaną z retikulum endoplazmatycznym. Następnie ubikwitylowane białka są kierowane do proteasomu w celu degradacji. Niniejszy przegląd podsumowuje naszą aktualną wiedzę na temat klas chaperonów i ich funkcji w związanej z retikulum endoplazmatycznym degradacji odpadów białkowych. --- Mechanizmy kontroli jakości w retikulum endoplazmatycznym zapobiegają rozmieszczaniu nieprawidłowych lub niepożądanych białek do odległych miejsc docelowych i kierują je do degradacji w procesie znanym jako degradacja związana z retikulum endoplazmatycznym, lub ERAD. Próby scharakteryzowania ERAD poprzez identyfikację konkretnego składnika ujawniły, że najbardziej ogólną cechą ERAD jest to, że substraty białkowe substraty białkowe są początkowo przenoszone do ER i ostatecznie eliminowane w cytozolu przez szlak ubikwityna-proteasom. Stąd dyslokacja z ER z powrotem do cytozolu do cytozolu jest cechą charakterystyczną w ERAD i p97/Cdc48p, cytozolowej AAA-ATPazy, która jest niezbędna dla ERAD, wydaje się zapewniać siłę napędową dla tego procesu. Co więcej, w przeciwieństwie do wielu składników ERAD, które uczestniczą w degradacji substratów substratów lumenalnych lub błonowych, p97/Cdc48p pełni bardziej ogólną rolę, ponieważ jest wymagana do ERAD obu typów substratów. Chociaż p97/Cdc48p nie jest dedykowany wyłącznie ERAD, jego zdolność do fizycznego łączenia się z substratami ERAD substratami, z VIMP i z E3 gp78 sugeruje, że kompleks p97/Cdc48Ufdl/Npl4 działa jako koordynator, który utrzymuje sprzężenie między różnymi etapami ERAD. etapami ERAD. --- Białka, które nie fałdują się prawidłowo, jak również konstytutywne lub regulowane krótkotrwałe białka retikulum endoplazmatycznego (ER) są poddawane proteolizie przez cytozolowe proteasomy 26S. Proces ten, określany jako degradacja białek związana z ER degradacją białek (ERAD), został również powiązany z powstawaniem niektórych ważnych zaburzeń u ludzi, na przykład mukowiscydozy. Aby stać się dostępnym dla proteasomu, substraty ERAD muszą najpierw zostać przetransportowane z ER do cytozolu. ER do cytozolu, w procesie zwanym dyslokacją. Co zaskakujące, przemieszczenie białka z ER wydaje się wymagać przynajmniej niektórych składników, które również które również pośredniczą w imporcie do tego przedziału. Ponadto, poliubikwitynacja substratów ERAD na błonie ER, jak również cytoplazmatyczny kompleks Cdc48p/Npl4p/Ufd1p przyczyniają się do tej reakcji eksportu. W tym artykule podsumujemy naszą obecną wiedzę na temat ERAD i omówimy możliwą funkcję niektórych składników zaangażowanych w ten proces. --- Białka, które nie fałdują się prawidłowo, jak również konstytutywne lub regulowane krótkotrwałe białka retikulum endoplazmatycznego są poddawane proteolizie przez cytozolowe proteasomy 26S. Proces ten znany jest jako endoplazmatyczna degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym. Aby stać się dostępnymi dla proteasomu tego systemu substraty muszą najpierw zostać retrogradacyjnie przetransportowane z retikulum endoplazmatycznego do cytozolu, w procesie określanym jako dyslokacja. Temu etapowi eksportu wydaje się towarzyszyć poliubikwitynacja takich cząsteczek. cząsteczek. Co zaskakujące, dyslokacja białka z retikulum endoplazmatycznego wydaje się wymagać przynajmniej niektórych składników, które pośredniczą w imporcie do tego przedziału. do tego przedziału. Jednak import i eksport białek wykazują różnice w mechanizmie mechanizm, który zapewnia siłę napędową i kierunkowość. Szczególnym zainteresowania jest cytoplazmatyczny kompleks Cdc48p/Npl4p/Ufd1p, który jest wymagany do degradacji różnych substratów degradacji białek związanych z retikulum endoplazmatycznym substratów i wydaje się funkcjonować na etapie po polubikwitynacji, ale przed trawieniem proteasomalnym. W tym przeglądzie podsumujemy naszą wiedzę na temat eksportu białek podczas degradacji białek związanych z retikulum endoplazmatycznym i omówimy możliwe funkcje niektórych składników zaangażowanych w ten proces. --- Ostatecznie nieprawidłowo sfałdowane lub niezłożone białka są degradowane przez cytoplazmatyczny szlak ubikwityny-proteasomu w procesie znanym jako ERAD (endoplasmic reticulum-associated protein degradation). degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym). Nadekspresja ER alfa1,2-mannozydazy I i EDEM jest ukierunkowana na nieprawidłowo sfałdowane glikoproteiny dla ERAD, najprawdopodobniej prawdopodobnie z powodu przycinania N-glikanów. Tutaj pokazujemy, że nadekspresja Golgiego alfa1,2-mannozydazy IA, IB i IC również przyspiesza ERAD terminalnie nieprawidłowo sfałdowanej ludzkiej alfa1-antytrypsyny w wariancie null (Hong Kong) (NHK) i mannozę przycinanie z N-glikanów na NHK w komórkach 293. Chociaż transfekowany NHK jest głównie zlokalizowany w ER, niektóre NHK również kolokalizują z markerami Golgiego, sugerując, że przycinanie mannozy przez alfa1,2-mannozydazy Golgiego może również przyczyniać się do degradacji NHK. --- Degradacja związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD) jest niezbędnym procesem kontroli jakości, w którym proces kontroli jakości, w którym nieprawidłowo sfałdowane białka są eksportowane z retikulum endoplazmatycznego retikulum endoplazmatycznego i degradowane przez proteasom w cytozolu. ATPaza p97 działa jako istotny składnik tego procesu, zapewniając siłę potrzebną do retrotranslokacji i służąc jako stacja przetwarzania substratu w cytozolu. w cytozolu. Białka zawierające domenę regulacyjną ubikwityny X (UBX) domenę podobną do ubikwityny funkcjonują jako adaptory dla p97 poprzez ich bezpośrednie wiązanie z aminowym końcem ATPazy. Wykazaliśmy, że białko UBX SAKS1 jest w stanie działać jako adaptor dla p97, który negatywnie moduluje ERAD. Wymaga to wymaga zdolności SAKS1 do wiązania zarówno poliubikwityny, jak i p97. Ponadto związek między SAKS1 i p97 jest pozytywnie regulowany przez poliubikwitynę wiązanie białka UBX. SAKS1 wpływa również negatywnie na zależne od p97 przetwarzanie wymagane do degradacji cytozolowego substratu innego niż ERAD. Stwierdziliśmy, że SAKS1 jest w stanie chronić poliubikwitynę przed aktywnością deubikwitynaz, takich jak ataksyna-3, które są niezbędne do skutecznej ERAD. W ten sposób SAKS1 hamuje degradację białek, w której pośredniczą kompleksy p97 w cytozolu, ze składnikiem mechanizmu jest zdolność do ochrony łańcuchów poliubikwityny przed czynników przetwarzających ubikwitynę. --- Prawidłowa trójwymiarowa struktura jest kluczowa dla fizjologicznych funkcji białek. białka, jednak fałdowanie białek w celu uzyskania natywnej konformacji jest procesem procesem podatnym na błędy. Organizmy eukariotyczne wykształciły wysoce konserwatywny system wysoce konserwatywny mechanizm kontroli jakości białek za pośrednictwem retikulum endoplazmatycznego (ERQC) do monitorowania procesów fałdowania białek wydzielniczych i błonowych, umożliwiając eksport tylko prawidłowo sfałdowanych białek do ich fizjologicznych do ich fizjologicznych miejsc przeznaczenia, zatrzymując niekompletnie / źle sfałdowane w ER dla dodatkowych próby fałdowania, oznaczanie i usuwanie ostatecznie nieprawidłowo sfałdowanych poprzez unikalny wieloetapowy proces degradacji znany jako degradacja związana z ER (ERAD). Większość naszej obecnej wiedzy na temat ERQC i ERAD pochodzi z badań genetycznych i biochemicznych na drożdżach i ssakach. z badań genetycznych i biochemicznych na drożdżach i komórkach ssaków. Ostatnie badania na referencyjnej roślinie Arabidopsis thaliana odkryły homologiczne składniki i podobne mechanizmy mechanizmy w roślinach do monitorowania fałdowania białek i do zatrzymywania, naprawy i usuwania nieprawidłowo sfałdowanych białek. Badania te ujawniły również krytyczne roślinnych systemów ERQC/ERAD w regulowaniu ważnych procesów biochemicznych/fizjologicznych. procesy biochemiczne/fizjologiczne, takie jak tolerancja na stres abiotyczny i obrona roślin. roślin. W niniejszym przeglądzie omawiamy naszą obecną wiedzę na temat składników molekularnych i mechanizmów biochemicznych roślinnego systemu ERQC/ERAD w porównaniu do w porównaniu z systemami drożdży i ssaków. --- Degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD) usuwa nieprawidłowo sfałdowane białka z błony ER do cytozolu, gdzie ulegają degradacji proteasomalnej. Białko zawierające walozynę (VCP)/p97 pośredniczy w ekstrakcji substratów ERAD z ER. BRSK2 (znany również jako SAD-A), kinaza kinaza serynowo-treoninowa z rodziny kinaz białkowych aktywowanych AMP wpłynęła na aktywność VCP/p97 w ERAD. Ponadto, BRSK2 oddziaływała z VCP/p97 poprzez trzy z czterech funkcjonalnych domen z czterech funkcjonalnych domen VCP/p97. Immunofluorescencja wykazała, że BRSK2 i VCP/p97 były kolokalizowane, a także, że knockdown endogennego BRSK2 indukowało zwiększone poziomy CD3δ, substratu w ERAD dla VCP/p97. Zatem BRSK2 może wpływać na aktywność VCP/p97 w ERAD. --- Wczesne białka wydzielnicze i zlokalizowane w retikulum endoplazmatycznym (ER), które są nieprawidłowo sfałdowane lub nieprawidłowo zmontowane są degradowane przez ubikwitynę i proteasom proteasomu, znanego jako degradacja związana z ER (ERAD). Pierwotniaki patogeny, w tym czynniki wywołujące malarię, toksoplazmozę, trypanosomatozę i leiszmaniozę, zawierają minimalną sieć ERAD w stosunku do wyższych komórek eukariotycznych. wyższych komórek eukariotycznych, i z tego powodu obserwujemy, że malaria pasożyt Plasmodium falciparum jest wysoce wrażliwy na hamowanie składników tego systemu kontroli jakości białek. Inhibitory, które specyficznie celują w przypuszczalny składnik proteazy ERAD, peptydazę peptydu sygnałowego (SPP), mają wysoką selektywność i siłę działania na P. falciparum. Korzystając z różnych metodologii, potwierdzamy, że inhibitory SPP celują w P. falciparum SPP w pasożytach pasożytów, zaburzają zdolność białka do ułatwiania degradacji niestabilnych białek białka i hamują jego aktywność proteolityczną. Związki te wykazują również niską nanomolarną aktywność przeciwko pasożytom malarii w stadium wątroby, a także są ekwipotencjalne przeciwko panelowi patogennych pasożytów pierwotniakowych. Łącznie, dane te sugerują, że kontrola jakości ER jest podatna na pasożyty pierwotniaków i że hamowanie SPP może stanowić odpowiednią strategię przeciwmalaryczną blokującą transmisję strategię i potencjalny cel leków przeciw pierwotniakom. --- ATPaza typu AAA Cdc48 (nazwana p97/VCP u ssaków) jest maszyną molekularną we wszystkich komórkach eukotycznych. we wszystkich komórkach eukariotycznych, która przekształca hydrolizę ATP w moc mechaniczną do rozwijania i ciągnięcia białek wbrew siłom fizycznym, które tworzą strukturę białka i utrzymują je w miejscu. Spośród wielu procesów komórkowych, w które zaangażowany jest Cdc48 jego funkcja w degradacji białek związanych z retikulum endoplazmatycznym (ang. endoplasmic reticulum associated protein (ERAD) jest najlepiej poznana. Ten proces kontroli jakości białek szlaku wydzielniczego skanuje fałdowanie białek i odkrywa nieprawidłowo sfałdowane białka w retikulum endoplazmatycznym (ER), organelli przeznaczonej do fałdowania tych białek i ich dalszego dostarczania do miejsca działania. Zniekształcone białka lumenalne i białka błonowe ER są wykrywane przez chaperony i lektyny oraz retro-translokowane z ER w celu degradacji. Tutaj maszyneria Cdc48, rekrutowana do błony ER, przejmuje kontrolę. Po polubikwitylacji substratu substratu białkowego, Cdc48 wraz ze swoim dimerycznym kompleksem kofaktorowym Ufd1-Npl4 wyciąga nieprawidłowo sfałdowane białko z dala od błony ER i dostarcza je do składników do degradacji przez cytozolową maszynę proteazową, proteasom. proteasomu. Znane szczegóły procesu uruchamiania kompleksu motorycznego Cdc48-Ufd1-Npl4 są przedmiotem tego artykułu przeglądowego. są przedmiotem tego artykułu przeglądowego. --- Białka, które nie ulegają fałdowaniu w retikulum endoplazmatycznym (ER) lub nie mogą znaleźć są często usuwane w procesie zwanym degradacją związaną z ER (ERAD). (ERAD), który obejmuje transport białka substratowego przez błonę ER (dyslokacja, a następnie ER (dyslokacja), po którym następuje szybka proteoliza za pośrednictwem proteasomu. Wykazano, że różne substraty ERAD są ubikwitynowane podczas lub wkrótce po dyslokacji, a aktywna maszyneria ubikwitynacji okazała się być wymagana do dyslokacji niektórych wadliwych białek. Wcześniej wykazaliśmy, że po ekspresji w protoplastach tytoniu (Nicotiana tabacum), łańcuch A heterodimerycznej toksyny rycyny jest degradowany przez szlak, który ściśle przypomina ERAD, ale charakteryzuje się nietypowym rozłączeniem pomiędzy etapami dyslokacją a etapami degradacji. Ponieważ reszty lizyny (Lys) są głównym celem ubikwitynacji celem ubikwitynacji, zbadaliśmy wpływ zmiany zawartości Lys na retrotranslację i degradację łańcucha rycyny A w protoplastach tytoniu. protoplastach tytoniu. Tutaj pokazujemy, że modulowanie liczby reszt Lys nie wpływa na wpływa na zdarzenia rozpoznawania w świetle ER ani na transport białka z tego przedziału do cytozolu. Wprowadzone modyfikacje mają raczej mają raczej wyraźny wpływ na degradację przemieszczonego białka. Podczas gdy zastąpienie dwóch reszt Lys obecnych w łańcuchu rycyny A argininą spowolniło degradację, wprowadzenie czterech dodatkowych reszt lizylowych miało odwrotny skutek odwrotny efekt i przekształciło łańcuch rycyny A w standardowy substrat ERAD który jest usuwany w procesie, w którym etapy dyslokacji i degradacji są ściśle ściśle ze sobą powiązane. --- W szlaku wydzielniczym kontrola jakości prawidłowego fałdowania białek odbywa się głównie w retikulum endoplazmatycznym (ER). w dużej mierze zachodzi w retikulum endoplazmatycznym (ER), na najwcześniejszym możliwym etapie i w środowisku, w którym etapie i w środowisku, w którym wczesne półprodukty fałdowania mieszają się z gatunkami fałdowania mieszają się z końcowo nieprawidłowo sfałdowanymi gatunkami. Rozbudowany mechanizm komórkowy ma na celu oddzielenie od tych drugich i promuje selektywny transport nieprawidłowo sfałdowanych gatunków z powrotem do cytozolu, etap zwany retrotranslacją. Podczas podczas retrotranslacji białka ulegają ubikwitynacji po cytozolowej stronie błony błony ER przez dedykowane maszyny i zostaną skierowane do proteasomu w celu degradacji. Cały proces, od rozpoznania białka do ostatecznej degradację, został nazwany ER-associated protein degradation lub po prostu ERAD. Ubikwityna pełni dobrze znane funkcje we wspomaganiu późnych etapów retrotranslokacji substratu retrotranslacji substratu i w kierowaniu substratów do proteasomu. Ostatnie wyniki pokazują, że kilka mechanizmów cytozolowych umożliwia ubikwitynowanym substratom ulegają rozległej przebudowie lub przetwarzaniu na swoich łańcuchach poliubikwitynowych (PUC). Chociaż nadal jest to źle zdefiniowane, przetwarzanie PUC może mieć unikalną funkcję dla ERAD, ponieważ może zapewnić mechanizm generowania optymalnych PUC dla rozpoznawania przez proteasomalne receptory ubikwityny. Ubikwitynacja może mieć również wcześniej nieoczekiwaną rolę w kontroli jakości białek błony ER. Niniejszy przegląd podsumowuje obecną wiedzę i najnowsze odkrycia dotyczące specyficznych dla ERAD ról ubikwityny. --- Zniekształcone białka w retikulum endoplazmatycznym (ER) są przemieszczane z ER do cytozolu. ER do cytozolu, poliubikwitynowane i degradowane przez system ubikwityna-proteasom w procesie zbiorczo określanym jako degradacja związana z ER (ERAD). Ostatnie badania wykazały, że transbłonowe białko J zlokalizowane w ER ssaków, DNAJB12, współpracuje z Hsc70, cytozolowym członkiem rodziny Hsp70, w celu promowania ERAD nieprawidłowo sfałdowanych białek błonowych. Co ciekawe, genomy ssaków mają inne białko J o nazwie DNAJB14, które wykazuje wysokie podobieństwo sekwencji do DNAJB12. Jednak bardzo niewiele wiadomo o tym białku. Tutaj przedstawiamy charakterystykę DNAJB14. Badanie immunofluorescencji i test ochrony przed proteazą proteazy wykazały, że podobnie jak DNAJB12, DNAJB14 jest zlokalizowanym w ER, pojedynczym białko J z domeną J skierowaną w stronę cytozolu. Użyliśmy test koimmunoprecypitacji, aby stwierdzić, że DNAJB14 może również specyficznie wiązać Hsc70 poprzez swoją domenę J, aby rekrutować ten chaperon do błony ER. Co ciekawe, nadekspresja nadekspresja DNAJB14 przyspieszyła degradację nieprawidłowo sfałdowanych białek błony białek błonowych, w tym mutanta przewodnictwa przezbłonowego mukowiscydozy (CFTRΔF508), ale nie nieprawidłowo sfałdowanego białka luminalnego. Ponadto, zależna od DNAJB14 degradacja CFTRΔF508 była zagrożona przez MG132, inhibitor proteasomu inhibitor proteasomu, wskazując, że DNAJB14 może zwiększać degradację nieprawidłowo sfałdowanego białka błonowego przy użyciu układu ubikwityna-proteasom. Tak więc ER ssaków posiada dwa analogiczne białka J (DNAJB14 i DNAJB12), które zarówno mogą promować ERAD nieprawidłowo sfałdowanych białek transbłonowych. W porównaniu z DNAJB12 mRNA, które było szeroko wyrażane w tkankach myszy, DNAJB14 mRNA było wyrażane bardziej słabiej, będąc najbardziej obfitym w jądrach, co sugeruje jego specyficzną rolę w tej tkance. tkance. --- Procesy kontroli jakości retikulum endoplazmatycznego (ER) rozpoznają i usuwają nieprawidłowe białka ze szlaku wydzielniczego. Kilka wariantów białka osocza osoczowego fibrynogenu jest rozpoznawanych jako nieprawidłowe i degradowanych przez degradację białek związaną z ER (ERAD), co prowadzi do hipofibrynogenemii. Podgrupa pacjentów pacjentów z hipofibrynogenemią wykazuje wątrobową akumulację ER wariantu fibrynogenów i rozwija marskość wątroby. Jeden z takich wariantów o nazwie Aguadilla ma Arg375 na Trp w łańcuchu gamma. Aby zrozumieć komórkowe mechanizmy komórkowe stojące za usuwaniem nieprawidłowego łańcucha gamma Aguadilla, wyraziliśmy zmutowaną domenę gammaD w drożdżach i odkryliśmy, że została ona usunięta z ER przez ERAD. Ponadto odkryliśmy, że gdy ERAD był nasycony, agregaty Aguadilla gammaD gromadził się w ER, podczas gdy rozpuszczalna forma polipeptydu przechodziła przez szlak wydzielniczy do sieci trans-Golgiego, gdzie została skierowana do wakuoli w celu degradacji. Badanie gammaD Aguadilla w szczepie drożdży z niedoborem autofagii wykazało stabilizację zagregowanej formy ER wskazując, że agregaty te są normalnie usuwane z ER poprzez szlak autofagii. szlakiem autofagii. Odkrycia te mają znaczenie kliniczne w zrozumieniu i leczenia chorób związanych z magazynowaniem ER.
Który proces biologiczny znany jest jako degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD)?
Degradacja białek związana z retikulum endoplazmatycznym (ERAD) to system kontroli jakości w retikulum endoplazmatycznym komórek eukariotycznych, który zapewnia, że nowo zsyntetyzowane białka, które nie ulegają fałdowaniu do prawidłowej konformacji lub niezłożone sieroce podjednostki białek oligomerycznych są szybko eliminowane przez degradację proteolityczną. Pociąga to za sobą eksport białek z retikulum endoplazmatycznego do cytozolu, a następnie ich zniszczenie przez cytozolowy szlak ubikwityna/proteasom. Chociaż mechanizm ten skutecznie zapobiega gromadzeniu się w komórkach niefunkcjonalnych lub niepożądanych białek endogennych, czyni on komórkę podatną na niektóre wirusy i toksyny, które są w stanie obalić ten mechanizm degradacji dla własnej korzyści.