1. Inserimento di proteine transmembrana :
Le proteine transmembrana sono quelle che attraversano l'intera membrana cellulare, creando un canale o percorso attraverso il quale le molecole possono passare. Queste proteine vengono tipicamente inserite nella membrana durante la loro sintesi sul ribosoma, in un processo chiamato inserimento co-traduzionale. Ecco come succede:
- Riconoscimento del peptide segnale:il ribosoma che traduce l'mRNA per la proteina riconosce uno specifico peptide segnale (solitamente idrofobo) vicino all'N-terminale della sequenza proteica.
- Interazione con la particella di riconoscimento del segnale (SRP):la SRP si lega al peptide segnale, arrestando la traduzione e indirizzando il complesso ribosoma-mRNA alla membrana del reticolo endoplasmatico (ER).
- Integrazione della membrana dell'ER:l'SRP trasporta il complesso ribosoma-mRNA a un translocone, un complesso proteico nella membrana dell'ER che facilita l'inserimento delle proteine.
- Traslocazione:il ribosoma riprende la traduzione e, non appena la nascente catena polipeptidica emerge, viene contemporaneamente inserita nella membrana del RE attraverso il traslocone.
- Scissione del peptide segnale:una volta che l'intera proteina, compresi i suoi domini transmembrana, è inserita nella membrana, il peptide segnale viene tagliato da una peptidasi segnale.
- Ripiegamento e targeting della membrana:la proteina può subire ulteriori ripiegamenti e modifiche nell'ER prima di essere trasportata alla sua destinazione finale (ad esempio, membrana plasmatica, mitocondri).
2. Inserimento della membrana post-traduzionale :
Alcune proteine che non sono inizialmente sintetizzate con un dominio transmembrana possono incorporarsi nella membrana post-traduzionale. Questo processo può coinvolgere specifiche sequenze mirate alla membrana o modifiche che inducono l'associazione della membrana. Ecco alcuni esempi:
- Miristoilazione:la miristoilazione è l'attacco covalente dell'acido miristico, un acido grasso saturo a 14 atomi di carbonio, a specifici residui di glicina vicino all'N-terminale di alcune proteine. Questa modifica idrofobica può aiutare ad ancorare la proteina alla membrana.
- Prenilazione:la prenilazione comporta l'attacco di lipidi isoprenoidi (ad esempio gruppi farnesile o geranilgeranile) ai residui di cisteina vicino al terminale C delle proteine. La prenilazione promuove anche l'associazione e il targeting della membrana.
- Palmitoilazione:simile alla miristoilazione, la palmitoilazione comporta l'attacco dell'acido palmitico, un altro acido grasso saturo, ai residui di cisteina. Può modulare la localizzazione e la stabilità delle proteine nella membrana.
Questi sono solo alcuni dei meccanismi attraverso i quali le proteine possono incorporarsi nella membrana cellulare. I meccanismi specifici variano a seconda della struttura, della funzione e della posizione cellulare della proteina.
