The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2013

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2013 James E. Rothman Randy W. Schekman Thomas C. Südhof "for their discoveries of machinery regulating vesicle traffic, a major transport system in our cells".

Чому це важливо ?

Центральна догма + клітинна логістика

Попередні роботи

Рэнди Шекман: гени везикулярного транспорту

Система генів що відповідає за везикулярний транспорт • Об'єкт дослідження – термочутливі мутанти Saccharomyces cerevisiae • Було відкрито 23 гена. (sec 1…sec 23) • Sec 17 – SNAP • Sec 18 - NSF

Антероградний і ретроградний транспорт

Джеймс Ротман: структура і принцип роботи Апарату Гольджі

Cell-free система та будова Апарату Гольджі • Сell-free system: лізис клітин і дифференціальне центрифугування у градиенті сахарози; • Екстракція фракцій вакуолярної системи: 1. Апарат Гольджи и ЭПС; 2. Цитоплазма с м. РНК, т. РНК, АТФ, рибосомами та цитозольними ферментами.

VSV-G та структура синтезованих білків До складу віріону входять: - реплікаціоний фермент; - транскрипціоний фермент; - струкрурний N-білок; - періферічний білок плазмалеми; - G-білок;

VSV-G та структура синтезованих білків

NEM, NSF, SNAP, SNARE • NEM – N-етил-малемід • NSF - N-етил-малемід чутливий фактор • SNAP – розчинний білок, що приєднується до NSF • SNARE – SNAP-рецептор

Томас Зюдоф: Са-залежні механізми екзоцитозу

Механізм роботи SNARE = #tag

Механізм роботи SNARE

(picture from source 1) Томасом Зюдофом була доведена ключова роль білків синаптотагміну-1 і комплексинів у процесі Ca-залежного синхронного викиду (Nature reviews | Molecular Cell Biology) нейротрансміттерів у синаптичну щілину завдяки злиттю синаптичних везикул і активної ділянки пресинаптичної мембрани.

Загальний принцип екзоцитозу (Nature reviews | Molecular Cell Biology)

SNARE proteins (SNAP (Soluble NSF Attachment Protein) REceptor) • v-SNARE/t-SNARE • R-SNAREs (synaptobrevin) – arginine (R) Q-SNAREs (syntaxin and SNAP-25) – glutamine (Q) http: //en. wikipedia. org/wiki/Image: Exocytosis-machinery. jpg, author - Danko Dimchev Georgiev, M. D.

Synaptotagmin C 2 A C 2 B • 15 видів (у ссавців) • Тільки перші 8 білків з родини синаптотагмінів зв’язуються з йонами Ca. Synaptotagmin-1 (Syt-1): • Бере участь у ранньому докінгу синаптичної везикули, взаємодіючи з β-neurexin або SNAP 25. • Є кальцієвим сенсором і активним регулятором SNARE-комплексу при збільшенні концентрації кальцію.

Complexin • Невеликий гідрофільний білок з ділянками, багатими на глутамінову кислоту і лізін. • Своїм центральним доменом зв’язується з тетрамером SNARE, інтегруючись як антипаралельна α-спіраль між синаптобревіном і синтаксином, впливаючи на взаємодію їх трансмембранних доменів.

Подвійна дія комплексину На злиття синаптичних везикул і пресинаптичних мембран (SV-fusion) • запобігання спонтанній (тонічній) передачі імпульсу внаслідок випадкового злиття везикули з мембраною. • сприяння Са-залежному синхронному виділенню нейромедіатора як результат деполярізації.

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2013 James E. Rothman Randy W. Schekman Thomas C. Südhof "for their discoveries of machinery regulating vesicle traffic, a major transport system in our cells".

Дякую за увагу! Доповідь підготована студентами 1 курсу ННЦ «Інститут Біології» : Єгором Гороховським, Галєєвою Анастасією, Денисом Неграєм, Станіславом Шибановим.

Матеріали: http: //www. nature. com/scientificamerican/journal/v 253/n 3/pdf/scientificamerican 0985 -74. pdf http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/pmc/articles/PMC 282295/pdf/pnas 00300 -0031. pdf http: //www. nature. com/scientificamerican/journal/v 240/n 1/pdf/scientificamerican 0179 -48. pdf http: //classes. biology. ucsd. edu/old. web. classes/bicd 118. WI 06/lectures/Week 6. pdf http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/pmc/articles/PMC 349728/pdf/pnas 00494 -0161. pdf http: //www. cell. com/retrieve/pii/0092867484904598 http: //www. cell. com/retrieve/pii/009286749090482 T http: //www. nature. com/nature/journal/v 362/n 6418/abs/362318 a 0. html http: //www. cell. com/retrieve/pii/S 009286740081404 X http: //genetics. inonu. edu. tr/index. php? dil=1 http: //biomolecula. ru/content/1263 http: //www. nature. com/nature/journal/v 362/n 6418/pdf/362318 a 0. pdf http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/pubmed/8455717 http: //www. ncbi. nlm. nih. gov/pubmed/8455721 http: //www. nature. com/nature/journal/v 362/n 6418/abs/362318 a 0. html Scientific-Background-Zierath-and-Lindahl. pdf Indentification of 23 Complementation Groups Re. . Order of events in the Yeast Secretory Pathway. pdf Secretion and cell-surface growth are blocked i. . Molecular biology of the cell / Bruce Alberts. . . [et al. ]. -- 5 th ed. p. cm. ISBN 9 78 -0 -8153 -4 r 05 -(5 h ardcover-)- -ISBN 9 78 -0 -8 f 5 g-4 t 06_Z( paperback) Введение в клеточную биологию - Ченцов Ю. С. 2004 Льюин Б, Кассимерис Л, Лингаппа В. П, Плоппер Д. "Клетки"М. : 2011. — 952 с. Перевод: И. Филиппович, Ю. Ченцов A Complexin/Synaptotagmin 1 Switch Controls Fast Synaptic Vesicle Exocytosis. Jiong Tang, Anton Maximov, Ok-Ho Shin, Han Dai, Josep Rizo, Thomas C. Südhof. Cell. Volume 126, Issue 6, 22 September 2006, Pages 1175– 1187 Complexin Has Opposite Effects on Two Modes of Synaptic Vesicle Fusion. Jesse A. Martin, Zhitao Hu, Katherine M. Fenz, Joel Fernandez, Jeremy S. Dittman. Cell. Volume 21, Issue 2, 25 January 2011, Pages 97– 105 INTRACELLULAR ASPECTS OF THE PROCESSOF PROTEIN SECRETION Nobel Lecture, December 12, 1974 by GEORGE E. PALADE CAMILLO GOLGI The neuron doctrine - theory and facts Nobel Lecture December 11, 1906