단백질의 수송, 소포체

단백질의 수송에서는 소포체(Endoplasmic reticulum, ER)이 진핵세포에서 가장 큰 소기관을 차지하고 있다.

이 중에서 리보솜의 많은 부위가 거친면 소포체(rough ER)라 하며, 매끈면 소포체(smooth ER)은 리보솜이 거의 없는 부분으로 지질대사에 관련되어 있는 부분이 있다.

이 외에도 transition ER은 소포를 골지장치로 보내고 rough ER과 함께 단백질을 가공하는 능력을 가지고 있다.

단백질이 이동하는 경로를 Secretory pathway라고 하는데 이는 다음과 같다.

rough ER → Golgi → secretory vesicles(분비소포) → cell exterior

포유동물의 단백질은 막결합 리보솜(membrane-bound ribosome, Ribosome are free in the cytosol, the same type of large and small)에서 번역되며 ER로 옮겨지게 된다.

세포질에 남거나 핵, 미토콘드리아, 엽록체, 퍼옥시좀으로 합치는 단백질은 세포질에서 유리 리보솜(free ribosome)에서 합성되며 나머지는 방출하게 된다.

Free ribosome과 membrane-bound ribosome의 차이점이라면

Free ribosome은 nucleus, 미토콘드리아, chloroplast, peroxisome에서

membrane-bound ribosome은 membrane secretory vesicle, lysosome, endosome 에서 분포하며 더 작다는 것이다.

단백질의 합성은 세포질의 유리 리보솜에서 시작되며 리보솜이 20개의 소수성 아미노산 잔기로 이뤄진 신호 서열(signal sequence, in the polypeptide chain target, mitochondrial, protein into ER)로 소포체로 보내지게 된다.

세포내 단백질 위치는 미소체(microsome)으로 불리어진다.

(해당 그림은 식물세포의 틸라코이드막에서 이뤄지는 SRP 통행입니다. 1번)

신호서열은 리보솜에서 빠져나오면서 6개의 작은 폴리펩타이드와 SRP RNA로 만든 Signal recognition particle(SRP)에 인식되어 결합한다.

SRP(hydrophobic, 소수성)는 SRP receptor(번역을 저해하고 소포체막에 있음)과 결합헤 전체 복합체(SRP, 리보솜, 폴리펩티드 사슬)가 되며 Rough ER로 이동하게 된다.

SRP가 방출되고 리보솜이 소포체막에서 단백질 전위 복합체 또는 Translocon과 결합하게 되며 신호서열은 막통로에 삽입된다.

전위 진행 후, 신호 서열이 Spgnal peptidase로 잘려나가게 되며 폴리펩티드는 ER lumen으로 가게 된다.

Post translation translocation(대부분 이스트)에서 폴리펩티드는 유리 리보솜에서 신호서열이 인식되며 이는 translocons 단백질에 의해서 인식된다.

따라서 SRP는 통행세이며 단백질을 안으로 넣게 되며, 신호 서열은 고속도로의 하이패스 단말기라고 생각하면 된다.