Em formação

4.18: Componentes de Proteínas - Biologia


Resultados de Aprendizagem

Identifique as partes componentes das proteínas

As proteínas são uma das moléculas orgânicas mais abundantes nos sistemas vivos e têm a mais diversa gama de funções de todas as macromoléculas. As proteínas podem ser estruturais, regulatórias, contráteis ou protetoras; podem servir no transporte, armazenamento ou membranas; ou podem ser toxinas ou enzimas. Cada célula em um sistema vivo pode conter milhares de proteínas diferentes, cada uma com uma função única. Suas estruturas, assim como suas funções, variam muito. Eles são todos, entretanto, polímeros de aminoácidos, dispostos em uma seqüência linear.

As proteínas têm diferentes formas e pesos moleculares; algumas proteínas são de forma globular, enquanto outras são de natureza fibrosa. Por exemplo, a hemoglobina é uma proteína globular, mas o colágeno, encontrado em nossa pele, é uma proteína fibrosa. A forma da proteína é crítica para sua função. Mudanças na temperatura, pH e exposição a produtos químicos podem levar a mudanças permanentes na forma da proteína, levando a uma perda de função ou desnaturação (a ser discutida com mais detalhes posteriormente). Todas as proteínas são compostas de diferentes arranjos dos mesmos 20 tipos de aminoácidos.

Os aminoácidos são os monômeros que constituem as proteínas. Cada aminoácido tem a mesma estrutura fundamental, que consiste em um átomo de carbono central ligado a um grupo amino (–NH2), um grupo carboxil (–COOH) e um átomo de hidrogênio. Cada aminoácido também tem outro átomo variável ou grupo de átomos ligados ao átomo de carbono central conhecido como grupo R. O grupo R é a única diferença na estrutura entre os 20 aminoácidos; caso contrário, os aminoácidos são idênticos.

A natureza química do grupo R determina a natureza química do aminoácido dentro de sua proteína (isto é, se é ácido, básico, polar ou não polar).

A sequência e o número de aminoácidos determinam, em última instância, a forma, o tamanho e a função de uma proteína. Cada aminoácido está ligado a outro aminoácido por uma ligação covalente, conhecida como ligação peptídica, que é formada por uma reação de desidratação. O grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amino de um segundo aminoácido se combinam, liberando uma molécula de água. A ligação resultante é a ligação peptídica.

Os produtos formados por tal ligação são chamados polipeptídeos. Embora os termos polipeptídeo e proteína sejam às vezes usados ​​indistintamente, um polipeptídeo é tecnicamente um polímero de aminoácidos, enquanto o termo proteína é usado para um polipeptídeo ou polipeptídeos que se combinaram, têm uma forma distinta e têm uma função única.

O significado evolutivo do citocromo c

O citocromo c é um componente importante da cadeia de transporte de elétrons, uma parte da respiração celular, e é normalmente encontrado na organela celular, a mitocôndria. Essa proteína tem um grupo prostético heme, e o íon central do heme é alternadamente reduzido e oxidado durante a transferência de elétrons. Como o papel desta proteína essencial na produção de energia celular é crucial, ela mudou muito pouco ao longo de milhões de anos. O sequenciamento de proteínas mostrou que há uma quantidade considerável de homologia de sequência de aminoácidos do citocromo c, ou similaridade, entre diferentes espécies - em outras palavras, o parentesco evolutivo pode ser avaliado medindo as semelhanças ou diferenças entre sequências de DNA ou proteínas de várias espécies.

Os cientistas determinaram que o citocromo c humano contém 104 aminoácidos. Para cada molécula de citocromo c de diferentes organismos que foi sequenciada até o momento, 37 desses aminoácidos aparecem na mesma posição em todas as amostras de citocromo c. Isso indica que pode ter havido um ancestral comum. Ao comparar as sequências de proteínas humanas e de chimpanzé, nenhuma diferença de sequência foi encontrada. Quando as sequências humanas e de macaco rhesus foram comparadas, a única diferença encontrada foi em um aminoácido. Em outra comparação, o sequenciamento de humano para levedura mostra uma diferença na 44ª posição.


Composição do leite humano: nutrientes e fatores bioativos

Centro de Pesquisa Interdisciplinar em Leite Humano e Lactação & # x00026 Divisão de Imunobiologia, Cincinnati Children & # x02019s Hospital Medical Center, 3333 Burnet Ave., MLC 7009, Cincinnati, OH 45229. [email protected]

Ardythe L. Morrow

Center for Interdisciplinary Research in Human Milk and Lactation, Perinatal Institute, Cincinnati Children & # x02019s Hospital Medical Center, 3333 Burnet Ave., MLC 7009, Cincinnati, OH 45229. [email protected]


Os onze aminoácidos não essenciais são produzidos principalmente no corpo. Em humanos, são alanina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, glicina, ornitina, prolina, serina e tirosina. Alguns deles dependem da disponibilidade de aminoácidos essenciais na dieta, que atuam como precursores de formas não essenciais.

Os aminoácidos condicionalmente essenciais são agrupados para definir uma falta potencial no ambiente celular devido a uma dieta pouco saudável ou a um estado físico no qual quantidades aumentadas desses aminoácidos geralmente não essenciais são necessárias, como durante a infância, gravidez e doença. Este grupo inclui arginina, cisteína, glutamina, tirosina, glicina, ornitina, prolina e serina. A arginina é essencial para os jovens, mas não é mais necessária após o término do período de desenvolvimento. É, portanto, considerado "condicionalmente" essencial.

Selenocisteína e pirrolisina

Todos os aminoácidos têm um átomo de carbono alfa central ao qual está ligado um grupo carboxila (COOH), um átomo de hidrogênio (H), um grupo amina (NH2), e uma cadeia lateral de radical funcional e variável que define qual é o aminoácido. A forma mais básica de aminoácido é a glicina (C2H5NÃO2), que tem uma cadeia lateral que consiste em um único átomo de hidrogênio, conforme ilustrado abaixo.

Alternativamente, triptofano (C11H12N2O2) é o maior aminoácido. Esta molécula complexa pode ser vista abaixo.


Mitocôndria e cloroplasto & # 8211 os transformadores de energia

Mitocôndrias (encontradas em células vegetais e animais) são as liberações de energia e os cloroplastos (encontrados apenas em células vegetais verdes) são os captadores de energia.

Mitocôndria (Singular = mitocôndria)

Aparecem como minúsculas estruturas semelhantes a fios ao microscópio óptico. Aproximadamente 0,5 & # 8211 1,00 μm (micrômetro)

Número geralmente de algumas centenas a alguns milhares por célula (o menor número é apenas um, como em uma alga, Micromonas.

Estrutura: O plano geral da estrutura interna de uma mitocôndria observada por meio de microscópio eletrônico é mostrado na nota as seguintes partes.

  • Parede composta de membrana dupla
  • A membrana interna é dobrada para dentro para formar projeções chamadas de "cristas", que se projetam no compartimento interno chamado de "matriz".

Função: Oxida o ácido pirúvico (produto da decomposição da glicose) para liberar energia que é armazenada na forma de ATP para uso imediato. Este processo também é chamado respiração celular. É por isso que as mitocôndrias são chamadas de "casa de força" de uma célula.

Um fluxograma altamente simplificado do destino da glicose para liberar energia é mostrado abaixo:

Plastids

Os plastídeos são encontrados apenas em uma célula vegetal. Estes podem ser incolores ou coloridos. Com base nesse fato, existem três tipos de plastídios.

  1. Leucoplasto & # 8211 branco ou incolor
  2. Cromoplasto - azul, vermelho, amarelo etc.
  3. Cloroplasto - verde

Parte 2: Controle de Qualidade da Localização de Proteínas

00: 00: 13,03 Olá.
00: 00: 14.03 Meu nome é Manu Hegde.
00: 00: 15.03 Sou um líder de grupo no Laboratório MRC de Biologia Molecular em Cambridge, Inglaterra, e
00: 00: 20.10 hoje vou falar com vocês sobre como a localização de proteínas é monitorada para erros e falhas.
00: 00: 26.09 Agora, esta é a segunda parte de um conjunto de três. de uma série de três palestras, e na primeira
00: 00: 31.24 parte Eu lhe dei uma história de como os princípios básicos da localização de proteínas foram descobertos.
00: 00: 38.18 Então, por exemplo, em uma célula você tem muitos compartimentos diferentes - peroxissomos, mitocôndrias,
00: 00: 44.13 ER e assim por diante - e o que discuti foram os princípios básicos pelos quais as proteínas são
00: 00: 50.11 seletivamente segregados entre esses diferentes compartimentos.
00: 00: 53.22 E a ideia é que, como as proteínas estão sendo sintetizadas ou logo após sua síntese,
00: 00: 59.19 sequências específicas dentro deles são reconhecidas, e essas sequências são então reconhecidas por
00: 01: 06.16 maquinário que os leva a essas diferentes organelas.
00: 01: 09.18 Agora, por melhor que seja este sistema, verifica-se que o sistema falha de vez em quando
00: 01: 16.00 você não só pode ter mutações genéticas em uma proteína, por exemplo, na sequência de sinal,
00: 01: 20.14 que pode fazer com que ele não seja translocado corretamente, mas você pode até ter
00: 01: 25.03 mutações na máquina que medeia o direcionamento para essas diferentes organelas.
00: 01: 30.08 Então, como então a célula lida com essas falhas?
00: 01: 33.17 E, na verdade, este não foi um problema que foi realmente considerado durante grande parte da parte.
00: 01: 39.06 do período em que o mecanismo de direcionamento e translocação estava sendo decifrado.
00: 01: 44.03 E então, o que vou contar a vocês é realmente minha própria experiência pessoal com como
00: 01: 48.15, percebemos que a segregação de proteínas em organelas pode, de fato, estar sujeita a falhas
00: 01: 54,03 a uma taxa mais alta do que realmente apreciamos, por que achamos que isso é importante e o que
00: 01: 58.20 consequências são, e, mais importante, como a célula evoluiu mecanismos para lidar com
00: 02: 05.05 erros na localização de proteínas.
00: 02: 08.07 Então, a história começa quando eu era um estudante de graduação na UCSF, e quando eu estava na UCSF I
00: 02: 15.09 juntou-se a um laboratório, o laboratório de Vishu Lingappa, que estava interessado em como as proteínas entram no
00: 02: 20,24 retículo endoplasmático.
00: 02: 22,14 Agora, o pronto-socorro. e uma imagem do ER em uma célula de cultura de tecido típica é mostrada aqui.
00: 02: 28.21 é uma vasta organela que é distr. que é distribuído por toda a célula, e os tipos
00: 02: 33,23 das proteínas que vão para o ER são proteínas que, eventualmente, têm que residir na membrana
00: 02: 39.10 da superfície celular ou de várias membranas intracelulares, ou são secretados para o exterior
00: 02: 44,08 da célula.
00: 02: 45.13 E então o que acontece é que essas proteínas são sintetizadas por ribossomos citosólicos que
00: 02: 51.03 são levados seletivamente para a superfície do ER, onde as proteínas são importadas
00: 02: 55.09 através da membrana ou inserido na membrana, antes de ser trafegado para outras partes da célula.
00: 03: 01.19 E assim foi esse processo historicamente. foi estudado para tentar entender os mecanismos
00: 03: 07.03 de como esses eventos funcionam é tentar reconstituir alguns desses eventos, como a translocação
00: 03: 13.03 de uma proteína através da membrana, em um sistema de tubo de ensaio.
00: 03: 17.16 E então a ideia é que, se você pudesse separar os componentes envolvidos em tal processo,
00: 03: 22.05 você pode entender a máquina que o faz funcionar.
00: 03: 24,23 E então discuti alguns dos experimentos que levaram a isso. uhh. os princípios básicos
00: 03: 29.06 na primeira parte da palestra, e esse é o tipo de experimento que faríamos
00: 03: 33.11 no laboratório quando era estudante.
00: 03: 36.02 Então, o que este sistema contém é um citosol que contém todos os fatores necessários para a síntese de proteínas.
00: 03: 43.21 Adicionaríamos um aminoácido marcado radioativamente, que é. que geralmente é metionina S-35,
00: 03: 50.12 e, se você quiser estudar a importação de proteínas, você adicionaria uma fonte de vesículas ER, que
00: 03: 55.21 geralmente é isolado do pâncreas.
00: 03: 58.06 E você pode manipular esses, bem como muitos outros componentes do sistema
00: 04: 01.20 para tentar dissecar os processos.
00: 04: 03.21 Então, é claro, o processo de translocação de proteínas foi historicamente estudado com proteínas modelo
00: 04: 10,01 isso. que sofrem translocação de forma bastante eficiente.
00: 04: 14.01 E assim, um desses sistemas modelo que tem sido extensivamente estudado é o hormônio prolactina.
00: 04: 21.00 E então, o que acontece quando você sintetiza tal. tal proteína neste lisado in vitro
00: 04: 26.04 é se você sintetizar a proteína sem quaisquer membranas ER - isso é mostrado em todo o caminho
00: 04: 31.02 à esquerda aqui - você obtém um produto que é denominado um precursor, e isso porque,
00: 04: 36.18 sem nenhum lugar para aquela proteína ir, ela é sintetizada e retida no citosol
00: 04: 41,23 onde ainda contém seu peptídeo sinal.
00: 04: 44.20 Se, no entanto, você tem uma reação completa que tem todos os fatores, então a proteína
00: 04: 49.23 é importado com sucesso para o ER, onde o peptídeo sinal é removido e você obtém
00: 04: 55.14 uma forma madura da proteína.
00: 04: 57.21 Então, isso faz todo o sentido, e você pode, é claro, mostrar que essa proteína entrou
00: 05: 02.01 o lúmen do ER porque se você digerir essa amostra com protease, você retém
00: 05: 08.14 proteção desse produto, e isso porque ele está protegido dentro do lúmen dessas vesículas.
00: 05: 13.18 E se você adicionar protease na presença de um pouco de detergente, que é essa faixa em branco ao longo
00: 05: 17,14 aqui, então tudo é digerido.
00: 05: 19,24 Então, parece ótimo, e exatamente este sistema foi usado para dissecar a sequência de eventos
00: 05: 25.04 que levam ao direcionamento e translocação de tal proteína através da membrana.
00: 05: 30.04 Agora, ocasionalmente, você pode querer olhar para proteínas não modelo.
00: 05: 34.20 Agora, por que você faria isso?
00: 05: 36.03 Bem, uma das principais razões pelas quais você olha para outras proteínas é se elas são particularmente
00: 05: 40.17 interessantes por outros motivos, como a importância fisiológica, ou talvez sejam
00: 05: 45.15 envolvido em doenças.
00: 05: 47.12 E então, quando eu estava no laboratório de Vishu, um dos laboratórios do outro lado do corredor era o de Stan Prusiner
00: 05: 51.18 lab, e o laboratório Prusiner estava muito interessado em um conjunto de doenças neurodegenerativas chamadas
00: 05: 56,18 doenças priônicas.
00: 05: 58.08 E este parecia ser um conjunto de doenças muito fascinante, de alguma forma girando em torno
00: 06: 02.15 proteína de dobramento incorreto.
00: 06: 04.00 Então, Vishu em algum momento decidiu tentar observar o que acontece com a proteína príon quando
00: 06: 09.02, é sintetizado pela primeira vez.
00: 06: 11.03 E pensava-se que estava entrando no ER porque, eventualmente, vai para a superfície da célula,
00: 06: 16,23 e então nos perguntamos, bem, como ele normalmente dobra quando é feito pela primeira vez?
00: 06: 22.10 E obtém-se um resultado algo surpreendente.
00: 06: 25.22 Então, aqui está um experimento em que você sintetiza a proteína príon e na primeira faixa você tem
00: 06: 30.18 a reação completa.
00: 06: 32.00 E, claro, como esperado, o produto principal é o produto maduro, aquele que corresponde
00: 06: 37.03 para a proteína que atravessa a membrana e tem seu peptídeo sinal processado.
00: 06: 41.18 Mas o que você vê é que resta um pouco do precursor.
00: 06: 45.18 Então, isso não foi bem visto com a prolactina, que parecia ser um pouco mais eficiente,
00: 06: 50.18 o que realmente sugeriu foi que havia um pouco de ineficiência em que este precursor
00: 06: 55.18 foi retido parcialmente no citosol.
00: 06: 57.19 Mas, a coisa um pouco mais surpreendente são essas faixas fracas que são vistas mais perto de
00: 07: 02.06 no fundo do gel, e estes foram gerados quando você tratou a amostra com protease.
00: 07: 07.14 E o que acontece então é que parte da proteína é digerida em fragmentos menores.
00: 07: 12.17 Bem, demorou um pouco de trabalho de detetive para descobrir exatamente o que esses fragmentos
00: 07: 16,17 eram, mas acabaram por ser formas transmembrana da proteína.
00: 07: 20,23 Então, a razão pela qual eles geram esses fragmentos é que a parte citosólica dele é digerida
00: 07: 25.15 por protease, aqui e aqui, deixando as outras partes protegidas da protease.
00: 07: 32.00 E porque esses fragmentos protegidos são de tamanhos ligeiramente diferentes, você obtém dois diferentes
00: 07: 36,10 bandas na parte inferior do gel.
00: 07: 38.06 Então, o que exatamente estava acontecendo aqui?
00: 07: 40.14 E um pouco mais de trabalho de detetive de vários experimentos que eu demonstrei
00: 07: 46.06 que o que estava acontecendo é que havia essa região da proteína que estava ligeiramente
00: 07: 52.05 hidrofóbica, e então você olha para esta região hidrofóbica e ela tem um monte de resíduos que
00: 07: 56.22 são moderadamente hidrofóbicos, como a alanina, e alguns que são mais hidrofóbicos,
00: 08: 01.00 como leucina ou valina.
00: 08: 02.21 E acontece que esta sequência se parece quase com um segmento transmembrana.
00: 08: 08.10 E então o que parecia estar acontecendo é que, quando você faz isso neste sistema in vitro,
00: 08: 13.00 os componentes desse sistema parecem não reconhecer que esta proteína deve ser translocada
00: 08: 19.04 através da membrana e uma pequena quantidade dela é inserida na bicamada.
00: 08: 25.02 E então, neste ponto, estes foram apenas os experimentos iniciais que fiz quando fui o primeiro
00: 08: 29.21 começando no laboratório, e pensei que seria extremamente interessante descobrir
00: 08: 34.13 como é que esses formulários são gerados, porque me pareceu muito interessante.
00: 08: 38.15 Era diferente do modelo de proteína prolactina e eu queria não apenas descobrir a sequência
00: 08: 43.06 dos eventos que levaram a isso. essas formas transmembrana, mas para identificar os fatores que estavam envolvidos
00: 08: 48.03 em fazê-los.
00: 08: 49.11 Então, isso é o que eu propus fazer para o meu doutorado, e quando eu fui e propus isso para
00: 08: 55.00 meu comitê de exame de qualificação eles acharam que era uma péssima ideia.
00: 08: 58.19 E, claro, eles tinham razão, porque afinal essas formas só tinham sido vistas em
00: 09: 04.00 esta reação in vitro.
00: 09: 05.08 A reação in vitro, de uma certa perspectiva, parece muito estranha porque é feita de um
00: 09: 11.00 lisado de reticulócitos, membranas que vêm do pâncreas. enquanto a proteína príon
00: 09: 16.10 é expresso principalmente em neurônios.
00: 09: 18.15 E assim foi. foi considerado que estes eram quase certamente artefatos e eu então
00: 09: 23.16 falhei nos exames de qualificação.
00: 09: 25,13 Então, o que eu deveria fazer?
00: 09: 27.19 Bem, a preocupação era que isso era realmente irrelevante para qualquer coisa biologicamente significativa,
00: 09: 33,19 então é claro que eu queria realmente ver se era esse o caso ou não.
00: 09: 37.23 E assim foi o experimento, já que sabíamos o que fazia com que fosse feito em
00: 09: 43.03 uma forma transmembrana, poderíamos pegar essa região da proteína e aumentar a hidrofobia
00: 09: 48,17 de alguns dos aminoácidos - por exemplo, esta alanina mudou para uma valina.
00: 09: 53.09 E então, para ver se esses formulários eram importantes, você poderia determinar se essas mudanças,
00: 09: 59.06 que em um sistema in vitro levou a um pouco mais dessa forma transmembrana,
00: 10: 03.20 consequência quando você a expressou em camundongos transgênicos.
00: 10: 07.13 E então trabalhamos com o laboratório Prusiner, que tinha ótimas instalações de mouse, para expressar esses
00: 10: 12.00 em ratos e veja o que acontece.
00: 10: 14.07 E, claro, durante os poucos anos que demorou para esperar aqueles ratos serem feitos
00: 10: 19.03 e esperei para ver se eles tinham algum fenótipo, então voltei para o laboratório e aprendi bioquímica
00: 10: 24.00 e realmente fiz algum trabalho para tentar descobrir como esses formulários estão sendo feitos.
00: 10: 28,23 Então, o resultado foi surpreendente.
00: 10: 31.05 Em primeiro lugar, camundongos do tipo selvagem ou que não têm proteína príon vivem razoavelmente
00: 10: 36.10 vidas longas - vivem cerca de dois a três anos.
00: 10: 39.12 Mas, quando você expressa essas mutações, por exemplo, esta mutação de alanina para valina ou
00: 10: 44.17 esta mutação asparagina em isoleucina, os ratos desenvolveram neurodegeneração e morreram mais cedo
00: 10: 49,21 e idades anteriores.
00: 10: 51.13 E a duração do tempo em que viveram correspondeu inversamente à quantidade desta transmembrana
00: 10: 57.00 formulário que estava sendo gerado com base em nossos estudos in vitro.
00: 11: 01.10 E se você olhasse nos cérebros desses ratos, parecia que eles estavam desenvolvendo isso
00: 11: 05.12 tipo de neurodegeneração espongiforme que foi observada em certos pacientes com muito
00: 11: 11.07 mutações semelhantes.
00: 11: 13.08 E então, o que podemos concluir desses estudos é que a célula, aparentemente - ou o cérebro
00: 11: 19,05 - tolera um pouco esta forma transmembrana, e quando fizemos medições cuidadosas, pudemos
00: 11: 23.19 detectam alguns por cento feitos nesta forma transmembrana específica, mas as mutações que resultam
00: 11: 30.04 em um pouco mais, por exemplo, em vez de 2%, 5%, é suficiente para causar neurodegeneração.
00: 11: 37.16 E isso era verdade não apenas em camundongos, mas descobriu-se que naquele centro hidrofóbico
00: 11: 41.21 região, havia uma série de famílias que tinham mutações que eram muito semelhantes à
00: 11: 46.15 os artificiais que tínhamos feito, nos quais resíduos como alanina ou glicina foram alterados para
00: 11: 51,13 mais resíduos hidrofóbicos.
00: 11: 53.09 Então, parecia, de fato, que a localização incorreta da proteína na membrana quando ela estava
00: 11: 58.19 não deveria estar na membrana pode ser prejudicial, e isso nos tornou bastante
00: 12: 03.21 um pouco mais interessado em como esse formulário foi realmente gerado.
00: 12: 08.11 Então, é claro, saí do laboratório e comecei meu próprio laboratório, e nas partes iniciais de
00: 12: 15.03 nossos estudos, tentamos investigar como essa forma transmembrana, aqui, é gerada
00: 12: 20.20 quando você começa com uma proteína que está sendo sintetizada.
00: 12: 24.04 Então, queríamos preencher esta lacuna entre quando você começa a síntese e como você consegue isso
00: 12: 28.20 forma transmembrana.
00: 12: 30.10 E então, Soo Jung Kim, que foi o primeiro pós-doutorado a se juntar ao meu laboratório, assumiu este projeto, e
00: 12: 35.24 o que Soo descobriu foi que, depois de você começar a fazer sua proteína, esse peptídeo sinal
00: 12: 41.18 que está na proteína príon é reconhecida pela partícula de reconhecimento de sinal, SRP, e
00: 12: 45.19 SRP tem um receptor no surf. na superfície do ER chamado receptor SRP, e então que
00: 12: 53.18 a proteína é transferida para o canal de translocação.
00: 12: 57,03 Então, até este ponto, tudo parece exatamente igual a qualquer modelo de proteína,
00: 13: 01.24 e isso é o que acontece com praticamente todas as proteínas que deveriam ser importadas
00: 13: 05.15 no lúmen.
00: 13: 06.15 E, de fato, a próxima etapa seria que esse sinal engataria o canal Sec61,
00: 13: 11.16 abra esse canal, e a proteína iria atravessar a membrana.
00: 13: 14.20 Então, o que estava acontecendo aqui?
00: 13: 17.09 Descobrimos que, quando olhamos com atenção, a interação entre o sinal e o
00: 13: 22.02 translocon era um pouco mais dinâmico do que, por exemplo, o modelo de proteína prolactina, e
00: 13: 28.01 então, cerca de 10-20% das vezes, o peptídeo sinal não se engajava de maneira adequada, e então,
00: 13: 35.01 porque todos esses eventos aqui estão ocorrendo cotranslacionalmente, a proteína continua a
00: 13: 40.05 ser sintetizado e esta região hidrofóbica, que está em vermelho, é sintetizada e começa
00: 13: 45.18 saindo do ribossomo.
00: 13: 47.19 E quando isso acontece, agora você tem uma região hidrofóbica que se parece um pouco com uma transmembrana
00: 13: 52.14 segmento, ao lado do canal de translocação, que é projetado para reconhecer
00: 13: 57,14 segmentos transmembranares.
00: 13: 59.09 Então, em um pequeno período de tempo, essa região semelhante à transmembrana se insere na membrana via Sec61.
00: 14: 06.09 No resto do tempo, esses produtos com falha são apenas lançados no citosol e que
00: 14: 12.04 produto citosólico é degradado.
00: 14: 15.04 E isso forneceu, então, uma sequência de eventos sobre como você poderia gerar
00: 14: 19,18 nesta forma transmembrana.
00: 14: 21.16 Mas, claro, foi um pouco intrigante porque. por que você teria uma proteína cujo sinal
00: 14: 26.23 o peptídeo não era idealmente eficiente como o sinal da prolactina?
00: 14: 31.03 E o que foi ainda mais intrigante é quando olhamos para o peptídeo sinal da proteína príon
00: 14: 35.08 de diferentes espécies, por exemplo, bovinos ou camundongos, ratos, humanos, eles sempre foram ligeiramente
00: 14: 41,17 ineficiente no mesmo grau.
00: 14: 44.03 E então não estava claro por que esse deveria ser o caso e suspeitamos que talvez houvesse
00: 14: 48.04 certas condições em que ter este tipo de sinal era benéfico.
00: 14: 53.07 E então Sang-Wook Kang no laboratório decidiu investigar isso, e o que Sang encontrou, e
00h15h05 que ele estava trabalhando com Neena Rane, outra pós-doc no laboratório, é que essa interação dinâmica
00: 15: 06.03 é, em condições normais, resultando em cerca de 80-90% da proteína entrando no ER,
00: 15: 12,10 e um pouco liberado no citosol.
00: 15: 14.17 Mas, sob condições de estresse ER agudo - e o que é o estresse ER quando a capacidade de dobramento
00: 15: 20.17 do lúmen do PS está comprometido - então a situação era diferente.
00: 15: 25.00 E agora, uma proporção muito maior da proteína foi rejeitada e menos dela vai para o
00: 15: 31,15 lúmen deste ER estressado.
00: 15: 34.03 E acontece que isso é benéfico para a célula.
00: 15: 36,24 E a forma como sabemos disso é porque se você substituir o peptídeo sinal da proteína príon
00: 15: 41.05 com um peptídeo sinal muito mais eficiente, então a proteína é forçada a entrar no
00: 15: 45.18 ER e, sob condições de estresse ER agudo, acaba se agregando no lúmen do ER,
00: 15: 51.20 e isso acaba sendo prejudicial.
00: 15: 53.10 Então, isso forneceu uma explicação razoavelmente satisfatória para pelo menos uma situação em que
00: 15: 59.04 ter este tipo de sinal é benéfico.
00: 16: 02.08 E, claro, proteínas como a prolactina são translocadas constitutivamente mesmo sob condições
00: 16: 09,04 de estresse ER.
00: 16: 12.05 Então, o que acontece quando você tem uma má tradução crônica?
00: 16: 18.08 E o motivo de estarmos interessados ​​nisso é porque mostramos que sob estresse de ER
00: 16: 23.18 cerca de 50% da proteína é rejeitada, e foi observado que em várias doenças
00: 16: 29,17 condições que as células experimentam vários tipos de estresse, incluindo estresse ER.
00: 16: 35.02 E então nos perguntamos se má tradução crônica, ou seja, falha crônica de importação de cerca de metade
00: 16: 41.01 a proteína, tem quaisquer consequências.
00: 16: 43.24 E o que Neena Rane descobriu, quando ela fez um camundongo transgênico que expressa uma versão
00: 16: 47.20 da proteína príon com um peptídeo sinal parcialmente ineficiente, é que aquele camundongo, embora
00: 16: 52.23 ele vive uma expectativa de vida aproximadamente normal, desenvolve neurodegeneração ao longo do tempo.
00: 16: 58.01 E para que você possa ver, espero, que este mouse é um pouco atáxico, o que significa que não
00: 17: 02.16 têm equilíbrio adequado e. e balança um pouco, tem essa curvatura para trás e não arranja
00: 17: 08.17 corretamente, e tem vários sinais de neurodegeneração.
00: 17: 12.09 E então, o que podemos concluir é que, assim como esta forma transmembrana onde um pouco
00: 17: 17.12 bit é tolerado, mas um pequeno excesso não é tolerado, o mesmo vale para
00: 17: 22,24 esta forma citosólica.
00: 17: 24.17 Se tudo estiver normal, é razoavelmente bem tolerado, e uma quantidade maior pode ser tolerada
00: 17: 31.03 por curtos períodos de tempo, por exemplo, durante o estresse agudo de ER, mas durante longos períodos isso
00: 17: 36,12 também não é tolerado.
00: 17: 38,14 E isso. estes são os efeitos que você vê em um organismo intacto durante longos períodos de
00: 17: 43.04 vez, então, em uma célula cultivada, esses efeitos são muito sutis se. e então são muito difíceis
00: 17: 47,24 para detectar, se for detectável.
00: 17: 50.09 E então, o que isso sugere, então, é que esses formulários estão mal localizados, e estes estão mal localizados
00: 17: 58.22 formas da proteína são de alguma forma prejudiciais.
00: 18: 01.23 Agora, é aqui que é útil ter algum entendimento de como esses formulários são gerados,
00: 18: 07.22 porque o que sabíamos era que tanto esta forma transmembrana quanto esta forma citosólica dependem completamente
00: 18: 14,14 por ter um peptídeo sinal que é ligeiramente ineficiente na forma como se engaja
00: 18: 19,10 o translocon Sec61.
00: 18: 21.14 E isso faz uma previsão muito específica, que é que ambas as formas devem ser
00: 18: 27.08 evitável se você aumentar a eficiência do peptídeo sinal nesta etapa anterior.
00: 18: 33,24 E então, o que isso significa é que você deve ser capaz de fazer uma mutação que normalmente seria
00: 18: 38.06 geram maiores quantidades desta forma transmembrana e causam doenças e a resgatam mudando
00: 18: 44.12 o peptídeo sinal.
00: 18: 46.03 E já sabíamos que alguns peptídeos de sinal, como a prolactina, são muito mais eficientes e,
00: 18: 50.20 na verdade, tínhamos confirmado in vitro que se você colocasse o sinal da prolactina na proteína príon
00: 18: 56.06 você poderia reduzir a geração dessas formas de PrP.
00: 18: 59.23 Então, Neena fez aquele experimento e o resultado foi notável, porque basicamente mostrou
00: 19: 06.19 que, de fato, in vivo, em um camundongo, o sinal da proteína príon deve ser ligeiramente ineficiente.
00: 19: 13,05 E o que você pode ver aqui é. aqui está um rato com esta mutação de alanina para valina
00: 19: 17,19 e. e esse é aquele que está basicamente sentado aqui, sem fazer muito, e uma correspondência
00: 19: 23.22 mouse em que ainda tem aquela mutação, mas agora tem um sinal mais eficiente.
00: 19: 30.03 E aquele rato acabou ficando muito mais saudável, vive um pouco mais e não se desenvolve
00: 19: 35.24 neurodegeneração, enquanto este rato de alanina para valina aqui desenvolve neurodegeneração.
00: 19: 40.20 E fomos capazes de obter este tipo de resgate com dois diferentes peptídeos de sinal eficientes,
00: 19: 46.02 e com duas mutações diferentes causadoras de doenças.
00: 19: 48.22 Então, estávamos certos de que, em condições normais, a proteína príon de fato deve ter
00: 19: 55.02 um peptídeo sinal ligeiramente ineficiente, mesmo em um animal vivo intacto.
00: 20: 01.24 E isso realmente colocou um ponto final na noção de que ineficiências no peptídeo sinal ou nestes
00: 20: 08.04 formas aberrantes menores eram apenas artefatos de um sistema in vitro.
00: 20: 13.07 E então, o que aprendemos com todos esses experimentos é que, na verdade, erros durante
00: 20: 18.11 a biossíntese parece ser generalizada - porque muitas dessas coisas que eu falei para vocês
00: 20: 23.17 aplicado não apenas ao peptídeo sinal da proteína príon, mas também a outros sinais - e isso sutil
00: 20: 28.12 excessos nesses erros podem levar a doenças ao longo do tempo.
00: 20: 32.12 E, de fato, se você olhar na população humana, existem doenças raras em que os peptídeos de sinal
00: 20: 38.16 de outros tipos de proteínas são mutadas, e essas frequentemente causam uma doença dominante no
00: 20: 45.06 tecido onde essa proteína é expressa.
00: 20: 47.11 Então, por exemplo, existem mutações no peptídeo sinal da insulina e essas pessoas
00: 20: 53.00 desenvolver falha das células que. que são. que estão produzindo insulina, o beta
00: 20: 57,19 células do pâncreas.
00: 20: 59.13 E assim, sugere que falhas na localização do compartimento correto levam à síntese
00: 21: 07.07 de proteínas que, quando mal localizadas, podem ser prejudiciais por longos períodos de tempo.
00: 21: 12,24 E então, isso realmente levantou a questão de como a célula normalmente se livra de
00: 21: 17,16 esses produtos?
00: 21: 19.05 E isso é algo em que nos tornamos muito mais interessados, tendo percebido o que
00: 21: 23.13 o significado fisiológico dessas falhas são, e sabendo que, mesmo em condições normais,
00: 21: 30.01 há sempre alguns produtos que falham.
00:21:32.09 So, how do we approach this problem?
00:21:35.11 And here we again turned to a biochemical system because what we asked was, does this
00:21:41.09 process, a failure and degradation, work in a test tube?
00:21:45.20 Because if it does then we might be able to pick apart the components that are in this
00:21:49.13 test tube to try to identify factors involved in it.
00:21:53.01 And it turns out that the degradation doesn't work in our usual in-vitro translation system.
00:21:58.18 But, what you see is that if you synthesize in this experiment a prion protein without
00:22:04.18 ER vesicles, so that all of it is made in this mislocalized form, you generate this
00:22:09.13 precursor which is not degraded, but that then does give you these extra bands.
00:22:17.16 In the complete reaction, the protein is imported into the lumen of the ER where it gets glycosylated
00:22:23.23 and the signal peptide gets removed.
00:22:25.22 So, what are these extra bands.
00:22:28.04 And these extra bands turn out to be attachment of a small protein called ubiquitin, shown
00:22:33.20 here in red, to the prion protein.
00:22:36.17 And that was significant because, even though our protein was not getting degraded, it was
00:22:41.03 getting marked with this ubiquitin, which is a very well-known tag for degradation of
00:22:46.11 proteins in the cytosol.
00:22:47.22 So, proteins that are polyubiquitinated in this particular way are targeted to the proteasome,
00:22:53.15 which is a major degradation machinery in the cytosol, for degradation.
00:22:58.06 So, we reasoned that, even though degradation is not occurring, the part that we're really
00:23:03.11 interested in, which is recognition of this as an aberrant product that needs to be marked
00:23:08.19 for degradation. that step was occurring reasonably well in this in vitro system.
00:23:13.18 So, we could then ask, what is it that's recognizing these products to mark them with ubiquitin?
00:23:20.16 So, how can we do this?
00:23:22.21 And what we imagined is that there should be some recognition factor that identifies this.
00:23:30.09 And one of the features of this that we realized early on that was being recognized is the
00:23:35.09 uncleaved signal peptide.
00:23:38.04 And so we looked for factors that might recognize this product that still contains an uncleaved
00:23:43.19 signal peptide.
00:23:45.05 And there are lots of ways to do this because we know that our protein, here, is radioactive,
00:23:49.23 and so we can then, for example, see what the native molecular weight of our protein
00:23:55.12 is, because we know that the protein itself is a certain molecular weight, but if it behaves
00:24:00.09 as if it's bigger that suggests it might be associated with some recognition factor.
00:24:05.08 And, if that's the case, then you can try to make guesses as to what that might be either
00:24:11.23 by identifying it directly or by knowing some properties about it, for example the molecular
00:24:17.07 weight of the recognition factor.
00:24:19.24 And the way we can do this is you can take such a sample and you can treat it with a
00:24:24.10 crosslinker and a crosslinker will chemically link these two proteins together because they're
00:24:30.15 very close to each other.
00:24:31.24 So, it does so via reacting with certain amino acid side chains.
00:24:37.05 So, in this particular experiment, here's our translation product before crosslinking
00:24:41.21 where almost all of it is here at the bottom of the gel, and then after crosslinking you
00:24:46.20 can see that it's diminished, and some of it has shifted to these different sizes.
00:24:52.19 And what we knew was that the factor we were looking for was likely to be a very large
00:24:58.03 factor, because the activity for attaching ubiquitin to our protein was a large factor.
00:25:06.05 And so we focused, then, on this particularly large crosslinked product and identified
00:25:11.17 what it was.
00:25:13.03 And that product turns out to be a protein called Bag6.
00:25:16.07 And Bag6, it turns out, is itself part of a three-protein complex and its function really
00:25:23.01 wasn't very well understood.
00:25:24.23 But, what we could show was that Bag6 recognizes these hydrophobic sequences and, in fact,
00:25:31.05 it recognizes many unrelated mislocalized proteins.
00:25:34.20 And the way it seems to do so is it recognizes the parts of the protein that should have
00:25:39.13 been recognized by a different factor -- in this case, for example, SRP.
00:25:44.20 And so the idea, then, is that, under normal conditions, as a protein is being synthesized,
00:25:51.17 it will be recognized by SRP on the ribosome, taken to the membrane and recognized there
00:25:57.20 by Sec61, and then imported.
00:26:00.15 And because these events both occur on the ribosome itself, and SRP and Sec61 bind to
00:26:07.12 the ribosome, that I think explains why Bag6 doesn't interfere with these processes.
00:26:13.22 In essence, while translation is occurring, Bag6 really doesn't have access to these proteins.
00:26:20.12 And other proteins also. many of them are also made cotranslationally, and it seems
00:26:28.12 that these. these segments of the protein, these very hydrophobic regions, during biosynthesis
00:26:35.01 are either shielded by factors, and after biosynthesis are shielded inside the membrane.
00:26:41.16 And those are the sequences that Bag6 recognizes.
00:26:44.09 So, it seems that that's how Bag6 knows that a protein is mislocalized, because a region
00:26:50.01 of the protein that should be shielded is now exposed.
00:26:54.06 And so idea, then, is that under normal conditions the biosynthetic machinery -- SRP and Sec61
00:27:01.13 -- have priority, and that's because they're associated with the ribosome, and Bag6 doesn't
00:27:07.00 seem to interfere with that process.
00:27:09.04 But, when targeting fails, Bag6 then specifically recognizes these exposed signals and transmembrane
00:27:16.15 segments, and it does a few things.
00:27:19.19 First of all, it keeps these substrates shielded, and that's important because these hydrophobic
00:27:24.13 sequences can make a lot of promiscuous and nonspecific interactions,
00:27:28.20 and they can also aggregate.
00:27:31.07 So, having something that shields them is quite important to prevent aggregation.
00:27:35.23 And it recruits a ubiquitin ligase, and this is a type of enzyme that attaches ubiquitin
00:27:41.20 to our substrate, here, which is the red. the red bit, here.
00:27:45.11 And that would target the substrate for degradation.
00:27:48.05 So, Bag6 then is a factor that identifies mislocalized proteins and
00:27:53.14 targets them for degradation.
00:27:55.21 Now, the situation isn't quite that simple, because it turns out that, in addition to
00:28:00.08 this cotranslational pathway, there are other pathways that work after the protein is synthesized,
00:28:07.00 and certain types of proteins such as tail-anchored membrane proteins are targeted posttranslationally,
00:28:13.16 so I won't go into it but it turns out that the machinery for targeting these tail-anchored
00:28:18.16 proteins also gets to have priority before Bag6 acts.
00:28:23.21 And so, in both cases, Bag6 seems to be a factor that waits until you get a chance to
00:28:29.12 target properly to the right place, but is waiting to catch you if you fail and therefore
00:28:35.10 mark you for degradation.
00:28:37.02 And so, if you want to understand more details of exactly how this decision making works
00:28:41.17 in this more complicated posttranslational pathway, you can read the reference that's
00:28:46.03 cited here at the bottom.
00:28:48.22 So, ultimately then, we find that targeting to the ER is prone to occasional failures
00:28:54.24 and the cell seems to have evolved a mechanism to deal with those failures by having evolved
00:29:00.09 a specific factor that recognizes these mislocalized proteins and targets them for degradation.
00:29:06.01 And this discovery really inspired us to then look for other types of failures, for example,
00:29:12.24 proteins also go to mitochondria, and, when we looked, Eisuke Itakura in the lab found
00:29:18.17 a set of factors called ubiquilins that seemed to recognize membrane proteins destined for
00:29:24.12 mitochondria and targets them for degradation.
00:29:27.18 And, similarly, proteins also have to go to other organelles, for example, the nucleus.
00:29:32.23 So, all ribosomal proteins first are synthesized in the cytosol and go to the nucleus, where
00:29:39.13 they're assembled into ribosomes, and if that import fails. umm.
00:29:43.22 Kota Yanagitani has identified a factor that seems to recognize these mislocalized ribosomal
00:29:50.10 proteins and targets them for degradation.
00:29:52.16 And so the idea here is that the cell has evolved an entire set of factors that deals
00:29:57.23 with different types of failures in getting proteins to the right part of the cell.
00:30:02.14 And so it's apparent that, both under normal conditions, as well as certain pathologic
00:30:07.22 conditions, failure to get proteins to the right compartment is a problem that the cell
00:30:12.14 needs to deal with.
00:30:14.10 Not only that, but these factors themselves may become impaired during disease.
00:30:19.06 So, for example, the ubiquilins might be a particularly important example because there
00:30:24.16 are genetic mutations in ubiquilins that are found in certain rare instances of
00:30:30.13 neurodegenerative disease.
00:30:32.10 And, in addition, certain other cases of neurodegeneration seem to deplete ubiquilins from cells.
00:30:39.03 So, in this example, which is an experiment done by Eszter Zavodszky in my lab, she expressed
00:30:46.00 a mutant protein from the protein huntingtin, and this is a protein which, when mutated
00:30:51.21 in a certain way, causes Huntington's disease.
00:30:55.12 And what you can see is that the mutant huntingtin, which is red, winds up sequestering almost
00:31:01.17 all of the ubiquilin in these two cells, here.
00:31:04.23 And so, the ubiquilin, then, is no longer available in its normal part of the cell,
00:31:09.06 which is typically to be diffuse throughout the cell where it's monitoring that cell for
00:31:13.09 failures in mitochondrial targeting.
00:31:15.20 And, sure enough, if you look specifically in these cells that contain the aggregates,
00:31:21.16 the ubiquilin in those cells is deficient in serving its normal function.
00:31:26.17 And so what we think, then, is that the lack of this important quality control and housekeeping
00:31:32.22 function might be a contributing factor to why cells that have certain kinds of aggregates
00:31:39.02 are prone to death, and prone to eventual dysfunction.
00:31:44.21 So, what I then want to leave you with is that the process of protein localization to
00:31:51.01 different organelles, while quite sophisticated in the machinery that carries out this.
00:31:56.12 these. these events, is nevertheless prone to failure.
00:31:59.16 And those failures might be exaggerated during, for example, certain conditions like ER stress
00:32:04.24 or mitochondrial stress.
00:32:07.20 It's a normal housekeeping function for the cell to have evolved ways of dealing with
00:32:12.16 failures in this localization.
00:32:14.12 So, what are the challenges here?
00:32:17.02 And I think many of these factors have only just been discovered, and I think that it's
00:32:21.16 very unlikely we know all of the factors that deal with failures in different types of localization,
00:32:27.13 so it's quite important to get a complete parts list of all the factors involved.
00:32:31.21 The second thing is that, even though we've roughly matched up proteins that go to the
00:32:36.19 ER with Bag6, or proteins that fail to go to mitochondria with ubiquilins, I think that
00:32:42.10 we have a rather poor overall understanding of which quality control pathways are for
00:32:48.12 which clients.
00:32:49.14 And, related to that, I think we have a very poor idea of how recognition actually occurs.
00:32:56.14 And so we have a rough idea with Bag6 that it recognizes hydrophobic regions, but, overall,
00:33:03.10 the details of that recognition are unclear.
00:33:06.01 And finally, as I had told you at the end, we think that many of these pathways may be
00:33:09.22 impaired in disease and it's a major goal to try to understand exactly how they're impaired,
00:33:16.02 and whether anything can be done to either increase their efficacy or otherwise manipulate
00:33:21.22 the process in order to at least have some impact on these diseases.
00:33:25.17 So, let me end by pointing out that I've had the pleasure of working with a really great
00:33:32.13 group of people over the past seventeen years or so, some of them are shown here, and I've
00:33:37.17 tried to name the individuals that have carried out some of the key experiments as I've gone
00:33:42.23 through the talk.
00:33:44.09 The current group, in this picture that was taken last summer, is shown here.
00:33:49.02 Thank you for listening.


Resumo

Extracellular vesicles are a heterogeneous group of cell-derived membranous structures comprising exosomes and microvesicles, which originate from the endosomal system or which are shed from the plasma membrane, respectively. They are present in biological fluids and are involved in multiple physiological and pathological processes. Extracellular vesicles are now considered as an additional mechanism for intercellular communication, allowing cells to exchange proteins, lipids and genetic material. Knowledge of the cellular processes that govern extracellular vesicle biology is essential to shed light on the physiological and pathological functions of these vesicles as well as on clinical applications involving their use and/or analysis. However, in this expanding field, much remains unknown regarding the origin, biogenesis, secretion, targeting and fate of these vesicles.


What are the Monomers of Proteins

A monomer is the main functional and structural unit of a polymer. They are the building blocks of polymers. The monomer of a protein is an amino acid. A large number of amino acid molecules join together by peptide bonds to form polypeptide chains. Two or more polypeptide chains are joined together to form large proteins. Amino acid sequence determines the structure and function of a protein.

General structure of an Amino acid

There are 20 different amino acids that form all the proteins in the biological system by arranging in different sequences. The sequence of amino acids is known as the primary structure of a protein. When considering the chemical formula of an amino acid molecule, it contains three groups amino group (-NH2), carboxylic acid group (-COOH) and side-chain (R group), which is specific to each amino acid. The simplest amino acid contains a hydrogen atom as the R group known as glycine.


Secondary (high school) chemistry and biology

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Sobre este curso

Protein is found in virtually every part of your body. Pelo menos 10.000 proteínas diferentes fazem de você o que você é e o mantêm assim.

In this biology course you will learn how proteins drive almost all living processes.

Proteins manufactured by cells perform a broad range of essential functions — the molecular workforce of living organisms.

You will learn how proteins are the cellular manifestation of genetic information. They are assembled into a polymeric structure from monomers derived in part from components in our diet. Proteins catalyze metabolic reactions, replicate DNA, respond to stimuli, provide movement, and much more. Using video lectures, articles, case studies, and molecular models, we will explore how proteins are constructed, how they fold into 3-dimensional shapes, the kinds of bonds that hold these folded structures together, and the immense range of roles that proteins assume ‑ from structural proteins found in muscle to catalysts for cellular chemical reactions.

Purification and characterization are essential to understand protein structure and function, and we will identify a variety of methods to uncover how these tiny machines drive almost all living processes.

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Lo que aprenderás

  • How proteins are structured and fold into functional forms
  • The variety of functions that proteins perform, including enzyme catalysis
  • How to purify, analyze, and characterize protein structure and function

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Plan de estudios

Lecture 1: Protein Structure
Introduction tocentral concepts important for understanding biological molecules, components of proteins, and discovering how these components determine a protein's active, dynamic form.

Lecture 2: Protein Function
Examination of structure and function of the various classes of proteins, how shape determines function, how binding small molecules is important for function, and the nature of transport proteins that move materials

Lecture 3: Protein Function and Purification
Exploration of the dynamic nature and exquisite specificity of enzymes and the methods that can be used to purify a specific protein.

Lecture 4: Protein Characterization
Understanding methods that determine protein concentration, assess molecular weight, determine structure, and identify contribution to cell function.


4.18: Components of Proteins - Biology

Fibrosis is usually characterized by the modification of both the amount and composition of a wide panel of extracellular matrix (ECM) proteins. In the liver, pancreas, kidney and lung the accumulation of fibrosis disrupts cellular processes and appears detrimental for organ function. This review highlights the available evidence supporting an important ECM remodelling in adipose tissue (AT) and, in particular, during the development of obesity. The modifications and occurrence of new adipose ECM components leads to an abnormal accumulation of fibrosis in this tissue. This phenomenon was well described in rodent models and evidence is beginning to emerge in humans however, the origin and potential impact of these depots in AT biology are unclear. Two animal models with disruptions in ECM components (secreted proteins acidic in nature rich in cysteine null mice and ob/ob collagen VI null mice) suggest that fibrosis limits adipocyte hypertrophy and may cause the metabolic disorders associated with obesity. Over‐expression of Hypoxia‐inducible factor 1 leading to an increase in collagen expression suggests a role for hypoxia in fibrosis development. We conclude this review with possible hypotheses regarding the cellular and molecular contributors of fibrosis initiation.


This work was supported by the National Major Project for Transgenic Organism Breeding (2016ZX08003–001) and the Sichuan Science and Technology Program (2019YJ0428). The funding bodies played no role in study design, the collection and analysis of the data, data interpretation, and in writing the manuscript.

Tiandan Long and Binjie Xu contributed equally to this work.

Afiliações

State Key Laboratory of Crop Gene Exploration and Utilization in Southwest China, Chengdu, 611130, Sichuan, China

Tiandan Long, Yufeng Hu, Yangping Li & Yubi Huang

College of Agronomy, Sichuan Agricultural University, No.211 Huimin Rd., Wenjiang Dist, Chengdu, 611130, Sichuan, China

Tiandan Long, Yufeng Hu, Yayun Wang, Changqing Mao, Yongbin Wang, Huanhuan Huang, Guowu Yu, Yangping Li & Yubi Huang

Triticeae Research Institute, Sichuan Agricultural University, Chengdu, 611130, Sichuan, China

College of Life Science, Sichuan Agricultural University, Ya’an, 625014, Sichuan, China

Maize Research Institute, Sichuan Agricultural University, Chengdu, 611130, Sichuan, China

Shanghai Center for Plant Stress Biology and CAS Center for Excellence in Molecular Plant Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, 200032, China


Assista o vídeo: Proteínas Qué son y cuántas necesitamos? #UniversiDAMO (Dezembro 2021).