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Articulo de referencia

KDEL (secuencia de aminoácidos)

KDEL es un motivo de secuencia peptídica diana en mamíferos y plantas [ 1 ] [ 2 ] ubicado en el extremo C-terminal de la estructura de aminoácidos de una proteína . La secuencia...

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KDEL es un motivo de secuencia peptídica diana en mamíferos y plantas [ 1 ] [ 2 ] ubicado en el extremo C-terminal de la estructura de aminoácidos de una proteína . La secuencia KDEL impide que una proteína sea secretada desde el retículo endoplasmático (RE) y facilita su retorno si se exporta accidentalmente.

Una proteína con un motivo KDEL funcional será recuperada del aparato de Golgi mediante transporte retrógrado hacia el lumen del RE. [ 3 ] También dirige proteínas de otras localizaciones (como el citoplasma ) al RE. Las proteínas solo pueden abandonar el RE después de que esta secuencia haya sido escindida.

La abreviatura KDEL se forma con las letras correspondientes a cada aminoácido. Este sistema de letras fue definido por la IUPAC y la IUBMB en 1983, y es el siguiente:

Por lo tanto, la secuencia KDEL en código de tres letras es: Lys - Asp - Glu - Leu .

La proteína soluble residente permanecerá en el RE mientras contenga una secuencia señal KDEL en el extremo C-terminal. Sin embargo, dado que la gemación de vesículas es un proceso dinámico y existe una alta concentración de proteínas solubles en el RE, estas se transportan inadvertidamente al cis-golgi a través de vesículas recubiertas de COPII . El mecanismo de transporte de las proteínas que contienen la secuencia señal KDEL se ve facilitado por los receptores KDEL unidos a las vesículas COPII y COPI .

receptores KDEL

Arriba se muestra un vídeo de células HeLa tratadas con 160 μg/ml de eGFP-RTA. El vídeo comienza 30 minutos después del tratamiento con la toxina, a 45 fotogramas por hora.    [ 4 ]

Los receptores KDEL inician el mecanismo por el cual las proteínas son transportadas desde el Golgi al RE. Estas proteínas eran originalmente del RE y escaparon al cis-Golgi. [ 5 ] La secuencia señal KDEL es reconocida por los receptores KDEL, que se encuentran comúnmente en el cis-Golgi, lisosomas y vesículas secretoras. Estos receptores se reciclan durante cada ciclo de transporte. La unión del receptor KDEL depende del pH, en el cual el ligando (proteína diana) se une fuertemente al receptor en el cis-Golgi debido al pH bajo único (6, en experimentos in vitro pH 5 muestra la unión más fuerte) [ 6 ] [ 7 ] característico del entorno bioquímico de la red cis-Golgi. Cuando la vesícula que contiene el receptor KDEL llega al RE, el receptor se inactiva debido al alto pH (7,2-7,4) [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] del RE, lo que resulta en la liberación de la proteína/ligando objetivo. [ 11 ]

Un estudio realizado por Becker et al. demostró, mediante experimentación y simulación, que la agrupación de receptores KDEL/carga en la superficie celular se debe al transporte de receptores sincronizados con la carga desde y hacia la membrana plasmática. [ 4 ] El vídeo de la derecha muestra un experimento realizado por Becker et al. que ilustra la dinámica de la dependencia temporal de la agrupación de receptores KDEL, con un experimento completo de principio a fin (60 minutos). En el artículo, los autores destacan la importancia de comprender el mecanismo de acción de la agrupación de receptores y su reorganización dinámica, debido a su potencial aplicación en el diseño de terapias dirigidas. [ 4 ]

Equivalente en levaduras y plantas.

La secuencia similar HDEL realiza la misma función en levaduras , [ 12 ] mientras que se sabe que las plantas utilizan tanto las secuencias de señalización KDEL como HDEL. [ 2 ] [ 1 ]

La abreviatura HDEL sigue la misma notación que KDEL:

El código de tres letras es: His - Asp - Glu - Leu .

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Denecke J.; De Rycke R.; Botterman J. (junio de 1992). "Las señales de clasificación de plantas y mamíferos para la retención de proteínas en el retículo endoplasmático contienen un epítopo conservado" . EMBO Journal . 11 (6): 2345– 2355. doi : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05294.x . PMC 556702. PMID 1376250 .  
  2. 1 2 Napier RM; Fowke LC; Hawes C.; Lewis M.; Pelham HR (junio de 1992). "Evidencia inmunológica de que las plantas usan tanto HDEL como KDEL para dirigir proteínas al retículo endoplasmático" . Journal of Cell Science . 102 (2): 261– 271. doi : 10.1242/jcs.102.2.261 . PMID 1383243 . 
  3. ↑ Mariano Stornauolo; Lavinia V. Lotti; Nica Borgese; María-Rosaria Torrisi; Giovanna Mottola; Gianluca Mártire; Stefano Bonatti (marzo de 2003). "Las señales de recuperación KDEL y KKXX adjuntas a la misma proteína informadora determinan un tráfico diferente entre el retículo endoplásmico, el compartimento intermedio y el complejo de Golgi" . Biología Molecular de la Célula . 14 (3): 369– 377. doi : 10.1091/mbc.E02-08-0468 . PMC 151567 . PMID 12631711 .  
  4. 1 2 3 Becker, Björn; Shaebani, M. Reza; Rammo, Domenik; Bubel, Tobías; Santén, Ludger; Schmitt, Manfred J. (29 de junio de 2016). "La unión de carga promueve la agrupación de receptores KDEL en la superficie de las células de mamíferos" . Informes científicos . 6 28940. arXiv : 1712.06151 . Código Bib : 2016NatSR...628940B . doi : 10.1038/srep28940 . ISSN 2045-2322 . PMC 4926219 . PMID 27353000 .   
  5. ↑ Yamamoto, Katsushi; Hamada, Hiromichi; Shinkai, Hiroshi; Kohno, Yoichi; Koseki, Haruhiko; Aoe, Tomohiko (2003-09-05). "El receptor KDEL modula la respuesta al estrés del retículo endoplasmático a través de cascadas de señalización de la proteína quinasa activada por mitógenos" . Journal of Biological Chemistry . 278 (36): 34525– 34532. doi : 10.1074/jbc.M304188200 . ISSN 0021-9258 . PMID 12821650 .  
  6. ↑ Wilson, Duncan; Lewis, Michael; Pelham, Hugh (1993). "Unión dependiente del pH de KDEL a su receptor in vitro" . Journal of Biological Chemistry . 268 (10): 7465– 7468. doi : 10.1016/S0021-9258(18)53197-5 . PMID 8385108 . 
  7. ↑ Brauer, Philipp; Parker, Joanne L.; Gerondopoulos, Andreas; Zimmermann, Iwan; Seeger, Markus A.; Barr, Francisco A.; Newstead, Simon (8 de marzo de 2019). "Base estructural para la recuperación dependiente del pH de proteínas del RE del Golgi por parte del receptor KDEL" . Ciencia . 363 (6431): 1103– 1107. Bibcode : 2019Sci...363.1103B . doi : 10.1126/ciencia.aaw2859 . ISSN 0036-8075 . PMC 7617890 . PMID 30846601 .   
  8. ↑ Brauer, Philipp; Parker, Joanne L.; Gerondopoulos, Andreas; Zimmermann, Iwan; Seeger, Markus A.; Barr, Francisco A.; Newstead, Simon (8 de marzo de 2019). "Base estructural para la recuperación dependiente del pH de proteínas del RE del Golgi por parte del receptor KDEL" . Ciencia . 363 (6431): 1103– 1107. Bibcode : 2019Sci...363.1103B . doi : 10.1126/ciencia.aaw2859 . ISSN 0036-8075 . PMC 7617890 . PMID 30846601 .   
  9. ↑ Wu, Minnie M.; Llopis, Juan; Adams, Stephen; McCaffery, J. Michael; Kulomaa, Markku S.; Machen, Terry E.; Moore, Hsiao-Ping H.; Tsien, Roger Y. (2000-03-01). "Estudios de pH de orgánulos utilizando avidina dirigida y fluoresceína-biotina" . Química y Biología . 7 (3): 197– 209. doi : 10.1016/S1074-5521(00)00088-0 . ISSN 1074-5521 . PMID 10712929 .  
  10. ↑ Wu, Minnie M.; Grabe, Michael; Adams, Stephen; Tsien, Roger Y.; Moore, Hsiao-Ping H.; Machen, Terry E. (2001-08-31). "Mecanismos de regulación del pH en la vía secretora regulada" . Journal of Biological Chemistry . 276 (35): 33027– 33035. doi : 10.1074/jbc.M103917200 . ISSN 0021-9258 . PMID 11402049 .  
  11. ↑ Pagny, Sophie; Lerouge, Patrice; Faye, Loic; Gomord, Veronique (febrero de 1999). "Señales y mecanismos para la retención de proteínas en el retículo endoplasmático" . Journal of Experimental Botany . 50 (331): 157– 158. doi : 10.1093/jexbot/50.331.157 .
  12. ↑ Dean N.; Pelham HR. (agosto de 1990). "Reciclaje de proteínas del compartimento de Golgi al RE en levaduras" . The Journal of Cell Biology . 111 (2): 369– 377. doi : 10.1083/jcb.111.2.369 . PMC 2116185. PMID 2199456 .  
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