COP I

Archiu:COPI.jpg

COP I

COPI (Coat complex protein I) és un complex multiproteico que al ensamblarse forma una coberta que recobrix i dona forma a vesícules trasportadoras de proteïnes i lípits des de la cara Cis del Aparat de Golgi de tornada al Retícul Endoplasmático Rugoso (ER), a on varen ser originàriament sintetisades i entre compartimento del propi Golgi. Este tipo de transport és denominat transport retrògrat, en contrast al transport anterógrado associat a la proteïna COPII. El nom de COPI es referix al complex proteic de revestiment específic que inicia el procés de formació de vesícules en la membrana cis-Golgi. El revestiment consistix en subcomplejos proteics grans que a la seua volta estan formats per huit tipos diferents de subunidades proteiques, encara que en l'espècie humana solament hi ha sèt. La coberta de COP I està constituïda pel coatómero que és un complex proteic citosólico de 700kDa que està format per sèt subunidades de proteïnes diferents (α, β, β’, γ, δ, ε, ζ) que es troben en proporcions estequiomètriques i la GTPansa Arf1 que regula el transport intracelular de vesícules modulant l'interacció entre la coberta i l'orgànul. Va ser identificada per primera volta en el transport retrògrat des del cis-Golgi a el RE i és la proteïna adaptadora depenent de ARF més estudiada. La principal funció de la proteïnes adaptadoras és la selecció de les proteïnes carregue per a la seua incorporació a vesícules portadores.

Història

El complex proteic COPI (junt en el COPII) va ser identificat per Lelio Orci, Benjamin S. Glick i James E. Rothman, en un experiment publicat en la revista Cell en 1986. Es incubaron membranes de l'aparat de Golgi en presència d'ATP i fraccions de proteïnes citosólicas i es va observar cóm es formaven vesícules a partir de l'aparat de Golgi en un recobriment que res tenia en comú en els característics hexàgons i pentàgons que formen els triskelions de clatrina i que ademés no reaccionaven en anticossos policlonales anti-clatrina. En analisar estes vesícules es va trobar una elevada concentració de proteïnes G lo que reflectia concentracions locals d'este tipo de proteïnes en les cisternes, açò va plantejar la possibilitat de que estes vesícules foren transportadoras. La microscopia òptica de fluorescència no va ser efectiva per a reconéixer les vesícules de COPI per ser provablement massa chicotetes i tènues per a ser distinguides de les cisternes de l'aparat de Golgi, més grans i lluents. Va ser solament a través d'una combinació d'experiments in vitro, genètica i expressió de gens mutados in viu que el concepte de dos vies de reciclage del Golgi va poder interpretar-se. Actualment, les vesícules recobertes de COPI derivades del Golgi poden ser fàcilment purificades per mig de per eixemple una série de reaccions in vitro que el transport és bloquejat en GTP no hidrolisable (GTP-p-S).

Estructura i composició de les cobertes de COP I

La coberta de COPI està formada per vàries proteïnes. Entre elles nos trobem la proteïna ARF1, la ARF-GAP, la ARF-GEF (GBF1) i la COPI també cridada coatómero.

ARF

Les ARF (factor de ribosilación de el ADP) són proteïnes de la família de les GTPanses, tenen un pes molecular chicotet d'aproximadament 20kD i estan involucrades en el transport vesicular. Hi ha 30 ARFs de mamífers, i 29 en humans per la pèrdua de la ARF2. Les ARF són solubles pero degut a que és modificada post-traduccionalment en l'extrem N-terminal per mig de l'adició d'un àcit gras, el mirístico normalment la trobem associada a membranes. Són membres d'una família que creix contínuament i que inclou també a les proteïnes ARL (semblants a ARF), ARP (proteïnes relacionades en les ARF) i les que més lluntana relació té en les ARF que són les proteïnes SAR (proteïnes associades a la secreció i proteïnes relacionades en Ras) ARF porta a terme un cicle de formació d'enllaços en el GTP i el GDP. Quan es troba unida a el GTP la seua conformació canvia de manera que l'àcit mirístico i el N-terminal hidrofòbic queden exposts i s'associen en membranes. La interconversión entre unions en GTP i GDP és mediada per mig de la ARF-GEF (factor bescanviador de guanina nucleòtit) i proteïnes activadoras de GTPansa (GAPS).

ARF-GAP

Les ARF-GAP formen part de la família de les GAPs que són proteïnes activadoras de GTPanses o també denominades proteïnes acceleradores de GTPanses. Les ARF-GEF és una proteïna que també s'encarrega de la regulació de l'unió de la proteïna ARF en GTP o GDP. Abdós tipos de proteïnes s'unixen a proteïnes GTPanses i estimulen la seua activitat. La ARF-GEF intercanvia el GDP de la ARF soluble per un GTP, permetent que esta s'una a les membranes, per la seua banda la ARF-GAP hidroliza el GTP a GDP i permet que la ARF es llibere de la membrana.

GBF1

La GBF1 és la proteïna específica que s'encarrega de l'activació de les ARF segons estudis recents. La GBF1 una proteïna GEF que quan se sobre-expressa en les cèlules li conferix resistència a el BFA. La BFA és molt important per a la cèlula ya que s'ha observat que la seua modificació provoca l'inhibició de l'ensamblage de la coberta de COPI. Açò fa que el tràfic vesicular entre el Retícul Endoplasmático i l'Aparat de Golgi es pare i que l'estructura del Golgi es desmonte. La distribució dinàmica de la GBF1 en les cèlules vives s'ha observat recentment en haver segut marcada en YFP.

Coatómero

Un coatómero és un complex proteic del Citosol de 700 kD constituït per sèt subunidades equimolares (alfa, beta, beta', gamma, Delta, épsilon i zeta). La Proteïna Coatómero i el Factor 1 de Ribosilación-ADP són components principals de la Proteïna Coat de Complex I i participen en el transport de les vesícules entre el Retícul Endoplásmico i l'Aparat de Golgi i en el transport vesicular intra-Golgi.

Si el ARF indica la membrana i el moment en el que s'ha de formar la vesícula, es pensa que el coatómero indica que tipo de molècules aniran transportades dins de la vesícula. Es poden unir directament a les proteïnes carregue encara que lo més normal és que s'unixquen a uns receptors proteics transmembrana i que estos siguen els que s'unixen a les proteïnes carregue. Estos receptors proteics en el cas de COPI són les proteïnes p23. Les proteïnes p23 han demostrat ser les proteïna més abundant en les membranes de vesícules recobertes de COPI, les seues coes citoplasmàtiques s'unixen fortament a COPI per lo que servixen com a receptor de les coatómero. Estes proteïna s'han localisat en vesícules recobertes de COPI que eixien de l'Aparat de Golgi en direcció al Retícul Endoplasmático, es pensa que en les seues coes citosólicas es troba la senyal per al transport retrogrado.