Кіріспе

TRAPP (TRAnsport Protein Particle) - органеллалар арасындағы бөлшектер тасымалына қатысатын белок.

Белсенің бүлінуі және эндоплазмалық ретикулум (ЭР)

Плазмалық мембранаға немесе эукариоттық жасушалардың жасушадан тыс ортасына экспортталатын ақуыздар, эукариоттық жасушаның қабырғалы эндоплазмалық торда (ҚЭТ) орналасқан рибосомалар арқылы аударылады. Көптеген ақуыздар трансляция кезінде (яғни, рибосома mRNA кодын полипептидке аударып жатқанда, полипептид бір мезгілде транслоконды тесік арқылы ҚЭТ-ге енгізіледі) ҚЭТ-ге котрансляциялық түрде тасымалданады. ҚЭТ жаңа түзілген полипептидтердің функционалды немесе жартылай функционалды ақуыздарға айналуына көмектесетін ортаны қамтамасыз етеді. ҚЭТ тотықтырғыш ортаны (дисульфидтік байланыстардың қалыптасуы үшін) және қажетті шаперондарды (ақуыздың құрамына кірмейтін, бүктелуге көмектесетін заттар) қамтамасыз етеді. Көптеген экспортталатын ақуыздар дисульфидтік байланыстарды – ковалентті байланыстарды құрайды, олар қатал жасушадан тыс ортада ақуыз құрылымын тұрақтандырады. Классикалық мысал – иммундық жүйенің В жасушалары секрециялайтын антиденелердің дисульфидтік байланысқан ауыр және жеңіл тізбекті полипептидтері. ҚЭТ-де орын алатын тағы бір маңызды оқиға – N-байланысты гликозилдеу. Бұл процесте 3 аминқышқылының ерекше тізбегіне ие полипептидтер (аспарагин – X – серин/треонин, мұндағы X пролиннен басқа кез келген аминқышқылы) аспарагиннің амид тобындағы күрделі қант молекуласымен модификацияланады. Гликозилдеудің басқа түрлеріне S-байланысты (цистеин қалдықтары арқылы), C-байланысты (триптофан арқылы) және O-байланысты (серин немесе треонин арқылы) жатады. N-байланысты гликозилдеу еукариоттық жасушаларда кездесетін ең көп таралған посттрансляциялық модификация болып табылады.

ЭР және COP II қабығынан ақуызды экспорттау

Ақуыздар бүктеліп, эндоплазмалық ретикулумнан (ЭР) шығуға дайын болғаннан кейін, олар ЭР-дегі "ЭР шығу орындары" деп аталатын белгілі бір жерлерге жиналады деп саналады. Бұл орындар уақытша болуы мүмкін, бірақ ЭР-де орналасқан, ЭР келесі тасымалдау бөлімшесіне, көпіршікті түтікше кластеріне (VTC) (сонымен қатар ЭР-Гольджи аралық бөлімшесі (ERGIC) деп те аталады) жақын жерде болады. Ақуыздардың қалай шоғырланатыны немесе шығу орнына қалай локализацияланатыны әлі анық емес, бірақ осы ақуыздарды қамтитын көпіршік қалыптастыру процесі Sec12 деп аталатын ақуызбен басталады. Бұл ақуыз Sar1 деп аталатын кішкентай GTPазаны тартады. Sar1 GTP-ге байланысқанда белсенді, ал GTP-ді GDP-ге гидролиздегенде белсенді емес "көшбасшы" ретінде қарастырылады. Бұл өз кезегінде ақуыз кешендерінің – Sec23/Sec24 және Sec13/Sec31 кешендерінің (сонымен қатар COPII қабығы деп те аталады) жиналуына әкеледі. Ақуыз кешендері ЭР шығу орнында тор құрайды және механикалық қисықтық арқылы ішінде ақуыздары бар кішкентай "тамшыны" қалыптастырып, ЭР-ден бөлінеді. Sar1 GTP-ді GDP-ге гидролиздегенде тор қалыптасқан көпіршіктен ажыратылады. Sar1-дің бұл активтілігі Sec23/24 арқылы күшейтіледі.

Бәсекелестік тасымалдау және байлау

ER-ден бөлініп шыққаннан кейін бұл көпіршіктер пассивті (диффузия арқылы) немесе белсенді (цитоскелеттік жолдарда қозғалатын жасушаішілік моторлар арқылы) тасымалданады. Тасымалдау режиміне қашықтық әсер ететіндей. Қысқа қашықтықтарда пассивті тасымалдауға, ал ұзақ қашықтықтарда белсенді тасымалдауға бейімділік болуы мүмкін. Бұл көпіршіктер өздерінің түпкілікті орнына жеткеннен кейін, олар алдымен қабылдаушы бөлімшемен физикалық байланысқа түсуі керек (әйтпесе, олар қашықтап кетеді). Бұл процеске "тіректер" көмектеседі. Тіректер екі "түрде" болады: "спираль тәрізді орам" деп аталатын домендері бар ұзын ақуыздар, немесе көбінесе шар тәрізді көптеген суббірліктерден тұратын кешендер. ER-ден шыққан көпіршіктерді VTC-ге (немесе төменгі эукариоттарда Голги аппаратына) – тасымалдау жолындағы келесі бөлімшеге – байланыстыратын тірек – Тасымалдау Ақуызы Бөлшегі (TRAPP) болып табылады.

TRAPP - тірек ретінде

TRAPP екі "түрде" келеді, TRAPP I және II. TRAPP I – жеті кішібөлімнен тұратын көпкішібөлімді кешен (Bet5, Bet3, Trs20, Trs23, Trs31, Trs33, Trs85). TRAPPII үш қосымша кішібөлімге (Trs65, Trs120 және Trs130) ие және тасымалдау жолының кейінгі кезеңдерінде тіреу ретінде қызмет етеді. TRAPP I ER-ден шыққан бұл көпіршіктерді байланыстырып, көпіршікті қабылдағыш мембранаға жақындатады. Екі мембрананың осы тығыз орналасуы екі бөлімде де кездесетін SNARE (ерітілетін NSF (N этилмалеимидке сезімтал фактор) қосылу ақуызы рецепторы) өзара әрекеттесуіне мүмкіндік береді. Өзара әрекеттесетін SNARE ақуыздары мембраналарды жақындатып, бірігуіне жағдай жасайды. Жақында жарияланған зерттемеде TRAPP пен ER-ден шыққан көпіршік арасындағы алғашқы өзара әрекеттесу TRAPP кішібөлімі Bet3 пен COPII қаптамасының кішібөлімі Sec23 арасындағы өзара әрекеттесу арқылы жүзеге асатыны көрсетілді. Тез байланыс/қосылудың дәстүрлі көзқарасы бойынша, көпіршік қаптамасын тез байланыс және қосылу алдында түсіреді, бірақ бұл зерттеме бастапқы байланыс қадамы қапталған немесе жартылай қапталған көпіршіктерде жүзеге асырылатын модельді ұсынады. TRAPPI кешені Trs85 кішібөлімінсіз жақында екі кіші кешен ретінде кристалдастырылды, содан кейін олар бүкіл кешеннің мүмкін кристалдық құрылымын анықтау үшін EM кескіш деректері бойынша модельделді. Кристалл құрылымында Trs23 және Bet5 кішібөлімдерін қамтитын ықтимал ypt/rab байланысу орны көрсетілді. Айта кетейік, ypt1-де тиімді алмасу белсенділігін қайта құру үшін барлық 5 маңызды кіші кішібөлім (Trs31, Trs20, Bet3, Bet5 және Trs23) қажет. Сондықтан ypt1 мен TRAPPI арасындағы интерфейс тек Trs23 және Bet5-пен ғана шектеледі ме және қалған кішібөлімдер алмасу белсенділігіне қалай әсер етеді деген сұрақтар ашық күйінде қалады.

Клиникалық маңызы

TRAPP жүйесіндегі мутациялар неврологиялық бұзылыстарға себеп болады.