Coatómero

El coatómero es un complejo proteico ^{[ 1 ]} que recubre las vesículas de transporte unidas a la membrana . Se conocen dos tipos de coatómeros:

• COPI (transporte retrógrado desde la red trans-Golgi a la red cis-Golgi y al retículo endoplasmático )
• COPII (transporte anterógrado desde el RE al cis-Golgi)

Los coatómeros son funcionalmente análogos y evolutivamente homólogos a las proteínas adaptadoras de clatrina , también conocidas como adaptinas, ^{[ 2 ]} que regulan la endocitosis desde la membrana plasmática y el transporte desde la red trans-Golgi a los lisosomas .

El complejo proteico coatómero está formado por siete subunidades proteicas no idénticas . ^{[ 3 ]} Estas siete subunidades proteicas no idénticas forman parte de dos subcomplejos proteicos. ^{[ 3 ]} El primer subcomplejo consta de Ret1(α-COP), Sec27(β'-COP) y Sec28(ε-COP). ^{[ 3 ]} El segundo subcomplejo consta de Sec26(β-COP), Sec21(γ-COP), Ret2(δ-COP) y Ret3(ζ-COP). ^{[ 3 ]}

COPI es un coatómero que recubre las vesículas que transportan proteínas desde el complejo de Golgi al RE. ^{[ 4 ]} Esta vía se denomina transporte retrógrado. Antes de que la proteína COP I pueda recubrir las vesículas en la membrana del Golgi, debe interactuar con una pequeña GTPasa llamada ARF1 (factor de ribosilación de ADP). ^{[ 5 ]} ARF1, que está unido a GDP , interactúa con la membrana del complejo de Golgi. ^{[ 5 ]} A continuación, los factores de intercambio de nucleótidos de guanina (GEF) en la membrana del complejo de Golgi intercambian el GDP unido a ARF1 por GTP . ^{[ 5 ] [ 6 ]} Esto activa ARF1, permitiéndole insertar una hélice alfa anfipática en la bicapa lipídica del complejo de Golgi. ^{[ 6 ]} A continuación, la proteína ARF1 recluta a COP1 a la membrana del complejo de Golgi al interactuar con β-COP y γ-COP. ^{[ 6 ]} Una vez que la vesícula está recubierta, comienza a viajar al RE. Antes de que la vesícula pueda fusionarse con la membrana del RE, las capas que la rodean deben disociarse. ARF-GAP1 es responsable de desactivar la proteína ARF1 activando la GTPasa. ^{[ 6 ]} Cuando ARF1 cambia a su conformación unida a GDP, provoca la desestabilización de la capa COP1. ^{[ 6 ]}

Las proteínas COP1 reconocen la carga adecuada al interactuar con señales de clasificación en los dominios citoplasmáticos de la proteína. ^{[ 7 ]} Las señales de clasificación más comunes incluyen la secuencia de aminoácidos KKXX o KDEL . ^{[ 7 ]} Las señales KKXX están asociadas con dominios transmembrana del RE y las señales KDEL están asociadas con proteínas en el lumen del RE . ^{[ 7 ]} Las vesículas recubiertas de COP1 también contienen proteínas p24 que ayudan con la clasificación de la carga. ^{[ 8 ]}

COPII es un coatómero que recubre las vesículas que transportan proteínas desde el RE al complejo de Golgi. ^{[ 4 ]} Esta vía se denomina transporte anterógrado. ^{[ 4 ]} El primer paso en la vía COPII es el reclutamiento de una pequeña GTPasa llamada Sar1 a la membrana del RE. ^{[ 9 ]} Una vez que Sar1 interactúa con la membrana del RE, una proteína de membrana llamada Sec12 actúa como factor de intercambio de nucleótidos de guanina y sustituye GDP por GTP en Sar1. ^{[ 9 ]} Esto activa la proteína Sar1, haciendo que su hélice alfa anfipática se una a la membrana del RE. ^{[ 9 ]} Sar1 unida a la membrana atrae al heterodímero de proteínas Sec23-Sec24 a la membrana del RE. Sar1 se une directamente a Sec23, mientras que Sec24 se une directamente al receptor de carga ubicado en la membrana del RE. ^{[ 10 ]}

El complejo Sar1-GTP y Sec23-24 recluta otro complejo proteico llamado Sec13 / Sec31 . Este complejo se polimeriza para formar la capa externa de la cubierta. ^{[ 10 ]} Las vesículas COP II deben desprenderse de su cubierta antes de poder fusionarse con la membrana cis-Golgi. Esto ocurre cuando el GTP en Sar1 es hidrolizado por la proteína activadora de GTPasa. ^{[ 10 ]} La activación de la GTPasa también revierte la interacción entre Sar1 y el dímero proteico Sec23-Sec24. ^{[ 10 ]} Las vesículas COPII seleccionan la carga adecuada interactuando directamente con las señales de exportación del RE que están presentes en las proteínas transmembrana del RE. ^{[ 7 ]} Hay varias clases de señales de exportación del RE que se han identificado en varios organismos. La participación de tantas señales de exportación del RE diferentes significa que hay múltiples sitios de unión para las señales de exportación. ^{[ 7 ]}

Las proteínas secretoras recién sintetizadas deben pasar por el RE y el complejo de Golgi antes de poder salir de la célula. Los problemas con las vías secretoras tempranas de COPII pueden conducir a una enfermedad llamada Anemia Diseritropoyética Congénita tipo II . ^{[ 11 ]} Este es un trastorno autosómico recesivo que resulta de la mutación de un gen llamado Sec23B . ^{[ 11 ]} Este gen juega un papel importante en la regulación del transporte de proteínas dentro de las células. ^{[ 11 ]} Los síntomas de la Anemia Diseritropoyética Congénita tipo II incluyen anemia , ictericia , recuento bajo de reticulocitos , esplenomegalia y hemocromatosis . ^{[ 12 ]} La Anemia Diseritropoyética Congénita tipo II se diagnostica normalmente durante la adolescencia o la edad adulta temprana. ^{[ 12 ]} La Anemia Diseritropoyética Congénita tipo II es una enfermedad muy rara con solo unos pocos cientos de casos en todo el mundo. ^{[ 12 ]} El tratamiento de la enfermedad incluye transfusiones de sangre, terapia con hierro y la extirpación del bazo . ^{[ 12 ]}

Otra enfermedad asociada con deficiencias en la vía COPII es la deficiencia combinada de factor V y factor VIII . ^{[ 11 ]} En esta enfermedad, la persona produce factor V y VIII, pero no puede transportarlos al torrente sanguíneo. ^{[ 11 ]} Este es un trastorno autosómico recesivo que produce síntomas de sangrado, epistaxis , menorragia y sangrado excesivo después de un traumatismo. ^{[ 13 ]} La enfermedad se puede diagnosticar después de que un proveedor de atención médica especializado analice las pruebas de detección. ^{[ 13 ]} La mutación del gen MCFD2 es la que causa la deficiencia combinada de factor V y VIII. ^{[ 13 ]} El tratamiento para la enfermedad incluye la administración de plasma congelado y desmopresina al paciente. ^{[ 13 ]}