MOTOR PROTEİNLER. Doç. Dr. Çiğdem KEKİK ÇINAR

Transkript

1 MOTOR PROTEİNLER Doç. Dr. Çiğdem KEKİK ÇINAR

2 Hücre iskeleti, Hücre şeklini ve sitoplazmanın organizasyonunu belirleyen bir yapı iskelesi görevi yapar. Hücre hareketlerinin gerçekleşmesinden sorumludur. Dinamik bir yapıdır. Hücre iskeleti, aktin filamanları, ara filamanlar, mikrotübül gibi üç temel proteinden oluşur. Bunlar bir arada bulunur ve çok sayıda aksesuar proteinler aracılığı ile hücre içi organeller ve plazma zarı ile bağlantılıdır. ***Bakterilerde gözlenmez.

3 Hücrede 3 çeşit sitoiskelet elemanı bulunmaktadır

4 Bütün bu sitoiskelet elemanları aksesuar proteinlerle etkileşim halindedirler. Bu proteinler; filamentleri birbirine, organellere yada plazma membranına bağlar.

5 Hücreyi destekleyici özellikleri önemlidir. Hücre içindeki hareketlerden sorumludur.

6

7 MOTOR PROTEİNLER Ökaryotik hücrelerde görülen tüm hareketler aktin yada mikrotubullere bağlı ve birbirinden farklı motor proteinlerden kaynaklanır.

8 Mikrofilamanlara bağlı motor proteinler MİYOSİN

9 Miyosinler, bugüne kadar 17 sınıfı tanımlanmış muhtemelen tüm ökaryotik hücrelerde bulunan moleküler motor proteinlerdir. İnsan genomunda 40 kadar miyosin geni tanımlanmıştır.

10 ATP hidrolizi ile aktin filamentleri üzerinde hareket eder. ATP ile oluşan enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürürler. ATP yokluğunda miyosin baş kısmı aktine sıkıca bağlanır. Normal şartlarda bu çok kısa devam eder. Ama ölüm ile birlikte ölüm katılığından bu olay sorumludur.

11 Miyosin baş kısmının ATPaz aktivitesi vardır. Baş ve boyun kısmı hareketten sorumlu, kuyruk kısmı ise kargo seçiminden sorumludur. Miyosin aktinin + ucuna hareket eder.

12 Miyosin I Keşfedilen ilk geleneksel olmayan miyosindir (1973). Tek başlıdır (110 kd). Zar bağlantısı ve endositozda görev alır. Vezikül ve organel taşır. Hafif zinciri Kalmodulin dir. Adım boyu nm dir. + uca hareket eder

13

14 Miyosin II Dimerik, kda ağırlığında 2 ağır zinciri, kda ağırlığında temel hafif zincirleri (Essential light chains-elc) ve düzenleyici hafif zincirleri (Regulatory light chains-rlc) olmak üzere 2 çift hafif zinciri vardır. Hafif zincirler boyun bölgesindeki kaldıraç kolunu stabilize ederler. Kas kasılmasından sorumludur. Adım boyu 5-10 nm dir.

15

16 İskelet Kası Miyosin II Sarkomer kasılma ile %70 kısalır. Sarkomer, aktin ve miyozin filementlerden oluşur. Miyosinler, kasta birleşerek bipolar filament oluşturur. Kas lifi

17 Uçları sabitler

18 Kas hücrelerine sinir hücresi ile uyarı gelince sarkoplazmik retikulumdaki voltaj kapılı Ca kanalları açılır. Sitozole Ca salınır. Ca, aktine bağlı tropomiyozin üzerindeki troponin e bağlanır ve tropomiyozin değişimine neden olur. Böylece miyosin aktine bağlanır. Tropomiyozine bağlıdır. TN-T, TN-I ve TN-C alt birimleri vardır. TN-C, Ca bağlar. 7 aktin monomerine bağlanır. Ca yokluğunda, aktinmiyozin bağlantısını bloklar.

19

20

21 Miyosin II, bipolar filamentleri ve aktin filamentleri karşıt yönlere kaydırarak kasılma hareketini yaparlar.

22

23 Kas dışı kasılabilir yapılar, adherens bağlantılar, stres lifleri, sitokinez halka ve düz kasta bulunur.

24 Miyosin V Bitkiler hariç tüm ökaryotik hücrelerde bulunur. Dimerik bir moleküldür. Kuyruk bölgesi hücresel lokalizasyonda önemlidir. 36 nm ye kadar ulaşan adım atma mesafesi vardır. Membran trafiğinde, özel transport yollarında görevlidir. İnsan gibi yürüyen protein; Miyosin V

25

26 Sınıfı Adım boyutu Fonksiyonu I nm (-) (+) Zara bağlı, Endositoz II 5-10 nm (+) (-) (-) (+) Kontraksiyon (+) (-) (-) (+) Vezikül V 36 nm Organel transportu (-) (+)

27 Miyosinler, aktinin (+) ucuna doğru hareket ederler. Miyosin VI, farklı olarak (-) uca doğru hareketi sağlar.

28 Mikrotubullere bağlı motor proteinler KİNESİN, DİNEİN

29 Mikrotubul üzerindeki hareket iki yönlüdür 1. Mikrotubulun (+) ucuna doğru (sentrozomdan uzağa) KİNESİN ler 2. Mikrotubulun (-) ucuna doğru (sentrozoma doğru) DİNEİN ler

30 Mikrotubul polimerizasyonu ve depolimerizasyonu GTP hidrolizi, Motor proteinlerin hareketi ise ATP hidrolizinden elde edilen enerji olur.

31 Kinesin 2 ağır zincir (baş kısmı) ve onu birleştiren hafif zincirden (kuyruk kısmı) oluşur. Baş kısmı, ATP ve mikrotubul bağlar, kuyruk kısmı ise vezikül zarındaki reseptöre bağlanır. Baş kısım ATPaz aktivitesine sahiptir. Kinesin in artı uca hareketiyle veziküller ve organeller taşınır.

32 İnsan genomunda 45 genin kodladığı 100 farklı kinesin vardır. Kinesin2 Organel taşınması Kinesin5 Paralel mikrotubullere bağlanır ve hareketini sağlar. Kinesin14 - uca taşımada rol alır. Mitozda görevlidir. Kinesin13 Motor aktivitesi yoktur. Depolimerizasyonu arttırıp, ATP hidrolize eden proteindir.

33 Kinesin ailesinin bu farklı üyelerinin karboksi ucundaki kuyruklarının dizilimleri değişkendir. Veziküller, organeller ve kromozomlar gibi farklı tipteki kargoların mikrotübüller boyunca hareketinden sorumludurlar.

34

35 Baş kısım ATPaz aktivitesine sahiptir. ATP varlığında mikrotubule bağlanır. Kuyruk kısım ise spesifik bir organele, membranla sınırlı bir veziküle bağlanır.

36

37

38

39 Anafaz Kinetokor mikrotubul, Kinezin 13 ile yıkılır. Polar mikrotubul, Kinezin 5 ile uzar.

40 Dinein motor proteini Sitozolik ve aksonemal olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Sitozolik dineinler organel hareketi Aksonemal dineinler Sil/flagella yapısı Hafif-İntermediate-2,3 ağır zincir den meydana gelir. İki baş kısmı vardır.

41 İki baş kısmı ATPaz aktivitesine sahiptir. Motor kısmı mikrotubule bağlanır Kuyruk kısmı ise veziküle tutunur.

42

43 Sitoplazmik dinein

44 Nöronlarda iki yönlü taşıma vardır

45 Sinir hücrelerinde taşıma Hızlı anterograte Retrograte Taşınan materyal Glikoproteinler Glikolipidler asetilkolinesteraz Sinir büyüme faktörü (NGF) Lizozomal enzimler Taşınan hücresel yapı Veziküller, SER Küçük granüller Prelizozomal yapılar Multiveziküler yapılar İntermediate F1-ATPasa Mitokondri Yavaş Aktin, Klatrin, kalmudilin Nörofilaman proteinleri, tubulin. MAP Mikrofilamanlar Mikrotubul-ara çaplı filaman ağı

46 Aksonemal dinein

47 kargo Zar glikoproteini ankirin Dinaktin kompleks Arp 1 filaman dinein spektrin mikrotubul Kinesin Dinein

48 (+) uç (-) uç Ağır zincir Hafif zincir 10nm kinesin dinein 25nm

49 Kinesin hareketi

50 Kinesin hareketi Dinein hareketi

51

52

53 Teşekkürler... Düden Şelalesi, ANTALYA