KDEL (аминокислотная последовательность)

KDEL — это целевая пептидная последовательность у млекопитающих и растений ^{[1] [2],} расположенная на С-конце аминокислотной структуры белка . Последовательность KDEL предотвращает секрецию белка из эндоплазматического ретикулума (ЭР) и облегчает его возврат в случае случайного экспорта.

Белок с функциональным мотивом KDEL будет извлечен из аппарата Гольджи путем ретроградного транспорта в просвет ЭР. ^[3] Он также нацеливает белки из других мест (например, цитоплазмы ) на ЭР. Белки могут покинуть ЭР только после того, как эта последовательность будет отщеплена.

Аббревиатура KDEL образована соответствующими буквами для каждой аминокислоты. Эта система букв была определена IUPAC и IUBMB в 1983 году и выглядит следующим образом:

• К — Лизин
• D — Аспарагиновая кислота
• Е — Глутаминовая кислота
• Л — Лейцин

Таким образом, последовательность KDEL в трехбуквенном коде выглядит следующим образом: Lys - Asp - Glu - Leu .

Растворимый резидентный белок будет оставаться в ER до тех пор, пока он содержит сигнальную последовательность KDEL на С-конце белка. Однако, поскольку почкование везикул является таким динамичным процессом, и в ER высокая концентрация растворимых белков, растворимые белки непреднамеренно транспортируются в цис-гольджи через покрытые COPII везикулы. Механизм транспортировки белков, содержащих сигнальную последовательность KDEL, облегчается рецепторами KDEL, прикрепленными к везикулам COPII и COPI .

Рецепторы KDEL инициируют механизм, посредством которого белки транспортируются из аппарата Гольджи в ЭР. Эти белки изначально были из ЭР и они ускользнули в цис-Гольджи. ^[5] Сигнальная последовательность KDEL распознается рецепторами KDEL, которые обычно расположены в цис-Гольджи, лизосомах и секреторных пузырьках. Эти рецепторы рециркулируются во время каждого транспортного цикла. Связывание рецептора KDEL зависит от pH, при котором лиганд (целевой белок) прочно связывается с рецептором в цис-Гольджи из-за уникально низкого pH (6, в экспериментах in vitro pH 5 показывает самое сильное связывание) ^{[6] [7],} характерного для биохимической среды сети цис-Гольджи. Когда везикула, содержащая рецептор KDEL, достигает ЭР, рецептор становится неактивным из-за высокого pH (7,2-7,4) ^{[8] [9] [10]} ЭР, что приводит к высвобождению целевого белка/лиганда. ^[11]

Исследование, проведенное Беккером и соавторами, продемонстрировало с помощью экспериментов и моделирования, что кластеризация рецепторов/грузов KDEL на поверхности клетки вызвана транспортировкой синхронизированных с грузом рецепторов из плазматической мембраны и к ней. ^[4] Видео справа демонстрирует эксперимент, проведенный Беккером и соавторами, демонстрирующий динамику зависимости кластеризации рецепторов KDEL от времени с полным экспериментом от начала до конца (60 минут). В статье авторы отмечают важность понимания механизма действия кластеризации рецепторов и динамической реорганизации из-за его потенциального понимания для использования при разработке целевых терапевтических средств. ^[4]

Похожая последовательность HDEL выполняет ту же функцию в дрожжах , ^[12] в то время как растения , как известно, используют как сигнальные последовательности KDEL, так и HDEL. ^{[2] [1]}

Аббревиатура HDEL имеет ту же запись, что и KDEL:

• Н — Гистидин
• D — Аспарагиновая кислота
• Е — Глутаминовая кислота
• Л — Лейцин

Трехбуквенный код: His - Asp - Glu - Leu .

• Удержание ER
• KKXX (аминокислотная последовательность)
• Рецепторы удержания белков эндоплазматического ретикулума
  • KDELR1
  • KDELR2
  • KDELR3