Før de sekretoriske proteiner transporteres videre fra ER-lumen til sitt endelige bestemmelsessted, blir de modifisert ; Dannelse av disulfid-bindinger Foldinger av proteinet Påleiring og prosessering av karbohydrater Spesifikk proteolytisk nedbrytning Samling til multimere proteiner Her gjennomgåes dannelse av disulfid-bindinger, foldinger av proteinet og samling til multimere proteiner som alle finner sted i r-er.
Dannelse av disulfid-bindinger Betydningen av disulfid-broer og thiol (-SH)-grupper er omtalt i Kap. 3. Redox-miljøet i ER-lumen gjør at organellen får en spesiell oppgave i cellen mht oksidasjon av cystein-sh-grupper til S-Sbroer mens reaksjonen ikke skjer i cytosol. Denne type bindinger er derfor viktige i sekretoriske proteiner som transporteres gjennom ER. I ER-lumen finnes enzymet protein disulfid isomerase (PDI) som inneholder et aktivt sete med to reduserte SH-grupper som reagerer i forbindelse med rearrangementer av proteiner og derved øker foldingene av nysyntetiserte proteiner (Figure 17-26).
Foldinger av proteinet I ER-lumen finnes flere andre enzymer (enn PDI og Hsc70) som aksellerer foldingene av nysyntetiserte proteiner. Eksempler er lectinene calnexin og calreticulin som bindes til visse karbohydrater knyttet til de nysyntetiserte proteinene (Figure 17-27). Et annet eksempel er peptidyl-prolyl-isomerase som aksellerer rotasjonen rundt peptidyl- propolyl-bindinger i ufoldete polypetid-segmenter. Figure 17-27
Samling til multimere proteiner Multimere proteiner dvs. de som er bygget av to eller flere underenheter, samles i ER til sin kvartærnære struktur. Et eksempel er immunoglobuliner som inneholder to lette (L) og to tunge (H) kjeder som er bundet med S-S-broer (Figure 3-21). Et annet eksempel er hemagluttinin (HA) som er det trimere proteinet som danner piggene som stikker ut av influensa-virus-partikler (Figure 6-13). Hvordan foldingen av HA 0 precursor-proteinet skjer er vist i Figure 17-27.
Kun riktig foldete proteiner blir transportert fra ER til Golgi Ikke-korrekt foldete proteiner og ikke-samlete underenheter blir selektivt holdt tilbake i ER. Årsaken er enten at de danner aggregater eller pga at de er permanent bundet til Hsc70 eller andre ER chaperoner. Tilstedeværelse av ikke-korrekt foldete eller ufoldete proteiner fører til økt syntese av ER chaperoner eller andre foldingskatalysatorer - Hsc70, peptidylpolyl isomerase og protein disulfid isomerase.
Kun riktig foldete proteiner blir transportert fra ER til Golgi Sentralt i denne ikke-korrekt foldet-reaksjonen er IRE1 - et transmembran-protein som sitter i kjernemembranen som henger sammen med ER (Figure 17-28). Binding av ufoldet protein i ER-lumen til overflaten av IRE1 medfører dannelse av m-rna som koder for transkripsjonsfaktoren HAC1. Denne sikrer økt dannelse av de proteiner som deltar i proteinfoldingen i ERlumen. Figure 17-28 Ikke-korrekt foldete eller ufoldete proteiner blir nedbrutt i løpet av en time etter syntesen i r-er. Disse proteinene transporteres via translocon tilbake til cytosol hvor de nedbrytes gjennom ubiquitin-styrt proteolyse.
Proteiner transportert fra ER til cis- Golgi blir hentet tilbake til ER Visse resident ER-proteiner holdes tilbake i ER-lumen av en C-terminal KDEL (Lys-Asp-Glu-Leu) sekvens. Hvis de har unnsluppet til cis-golgi gjenkjennes proteinene med KDELsekvensen av en KDEL-reseptor (finnes i transport vesikler mellom ER/Golgi) som medvirker til å sende proteinene tilbake til ER (Figure 17-29) Summarisk kan sies at transporten av proteiner dannet i r-er til Golgi er en høyst selektiv og regulert prosess. Figure 17-29