![Conformación de la proteína CopII complejada con la proteína snare Bet1 (PDB: 1PCX).[8]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7)
Conformación de la proteína CopII complejada con la proteína snare Bet1 ( PDB : 1PCX ). [8]- Conformación de la proteína CopII que forma complejo con la proteína snare Sed5 ( PDB : 1PD0 ). [8]
El complejo de proteína de cubierta II , o COPII , es un grupo de proteínas que facilitan la formación de vesículas para transportar proteínas desde el retículo endoplasmático hasta el aparato de Golgi o compartimento intermedio retículo endoplasmático-Golgi . Este proceso se denomina transporte anterógrado , en contraste con el transporte retrógrado asociado con el complejo COPI . El COPII se ensambla en dos partes: primero se forma una capa interna de Sar1, Sec23 y Sec24; luego, la cubierta interna está rodeada por una red externa de Sec13 y Sec31.
La capa COPII es responsable de la formación de vesículas a partir del retículo endoplasmático (RE). Estas vesículas transportan proteínas de carga al aparato de Golgi (en levaduras) o al compartimento intermedio retículo endoplasmático-Golgi (ERGIC, en mamíferos). [1]
El ensamblaje de la capa se inicia cuando la GTPasa Ras citosólica Sar1 es activada por su factor de intercambio de nucleótidos de guanina Sec12. [1] La Sar1-GTP activada se inserta en la membrana del RE, uniéndose preferentemente a las áreas de curvatura de la membrana. A medida que Sar1-GTP se inserta en la membrana, recluta a Sec23 y Sec24 para formar la jaula interna. [1] Una vez que se ensambla la capa interna, las proteínas de la capa externa Sec13 y Sec31 son reclutadas a la vesícula en ciernes. [1] La hidrólisis de la GTP Sar1 a GDP promueve el desmontaje de la capa.
Se ha descubierto que algunas proteínas son responsables de empaquetar selectivamente las cargas en vesículas COPII. Investigaciones más recientes sugieren que el complejo Sec23/Sec24-Sar1 participa en la selección de cargas. [2] Por ejemplo, se ha descubierto que Erv29p en Saccharomyces cerevisiae es necesario para empaquetar el factor pro-α glicosilado. [3]
Las proteínas Sec24 reconocen varias proteínas de carga y las empaquetan en las vesículas en ciernes.
La capa COPII consta de una capa interna (una malla flexible de Sar1, Sec23 y Sec24) y una capa externa formada por Sec13 y Sec31. [1] Sar1 se parece a otras GTPasas de la familia Ras, con un núcleo de seis cadenas beta flanqueadas por tres hélices alfa y dos "dominios de conmutación" flexibles. A diferencia de otras GTPasas Ras, Sar1 se inserta en las membranas a través de una hélice N-terminal (en lugar de miristoilación o prenilación ). [1]
Estas proteínas de la cubierta son necesarias, pero no suficientes para dirigir o acoplar la vesícula a la membrana de destino correcta. Las proteínas SNARE , cargo y otras también son necesarias para que se produzcan estos procesos.
El complejo de pregemación (compuesto por Sar1-GTP y Sec23/24) recluta al complejo flexible Sec13p/31p, caracterizado por la polimerización del complejo Sec13/31 con otros complejos Sec13/31 para formar un cuboctaedro con una red más amplia que su análogo vesicular de clatrina . La formación del cuboctaedro deforma la membrana del RE y desprende la vesícula COPII (junto con las proteínas de carga y las v-SNARE), completando el proceso de gemación de la vesícula COPII. [2]
Las señales que activan a Sec12 para iniciar el ensamblaje de COPII aún no están claras, aunque ahora se conocen algunos reguladores de la formación de la capa. [4] La frecuencia de formación de COPII está regulada en parte por las proteínas Sec16A y Tango1, probablemente al concentrar Sec12 en una ubicación determinada, de modo que pueda activar Sar1 de manera más eficiente. [1]
En los mamíferos hay dos genes Sar1: SAR1A y SAR1B ( SAR1B se conocía anteriormente como SARA2 [5] ). En células de mamíferos cultivadas, los dos genes Sar1 parecen redundantes; sin embargo, en los animales, SAR1B es necesario únicamente para la formación de vesículas grandes (de más de 1 micrómetro de diámetro) recubiertas de COPII. [1]
De manera similar, los mamíferos expresan dos genes Sec23: SEC23A y SEC23B . Las dos isoformas de Sec23 tienen funciones idénticas, pero se expresan en diferentes tejidos corporales. Ambas proteínas Sec23 pueden interactuar con cualquiera de las cuatro proteínas Sec24: SEC24A, SEC24B, SEC24C y SEC24D. [1]
Se han descrito variantes letales o patógenas de la mayoría de las proteínas COPII. La pérdida de Sar1B en ratones provoca la muerte poco después del nacimiento. [6] En los seres humanos, heredar dos copias de ciertas variantes de SAR1B provoca la enfermedad de retención de quilomicrones [ 1] y la pérdida de Sar1B causa una combinación de enfermedad de retención de quilomicrones y el trastorno neuromuscular síndrome de Marinesco-Sjögren [6] .
La pérdida de Sec23A es letal para los ratones en el útero . [6] En los seres humanos, una variante de Sec23A causa displasia cráneo-lentículo-sutural , mientras que las variantes de Sec23B están asociadas con la enfermedad de la médula ósea anemia diseritropoyética congénita tipo II y algunos cánceres . [6] [1] Los ratones sin Sec23B mueren poco después del nacimiento. [6] El síndrome de Halperin-Birk (HLBKS), un trastorno raro del desarrollo neurológico autosómico recesivo, es causado por una mutación nula en SEC31A. [7]
CopII tiene tres sitios de unión específicos que pueden unirse entre sí. La imagen adyacente (Sed5) utiliza el complejo Sec22 t-SNARE para unirse. Este sitio está unido con mayor fuerza y, por lo tanto, es más favorecido. (Embo)
![Conformación de la proteína CopII complejada con la proteína snare Bet1 (PDB: 1PCX).[8]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c3/CopIIcomplexbet1.png/1280px-CopIIcomplexbet1.png)
![Conformación de la proteína CopII que está complejada con la proteína snare Sed5 (PDB: 1PD0).[8]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/52/CopIIcomplexsedt5.png/1280px-CopIIcomplexsedt5.png)
Las mutaciones de la treonina en la posición 39 a asparagina generan un Sar1A negativo dominante unido permanentemente a GDP; la mutación de la histidina 79 a glicina genera un Sar1A constitutivamente activo, con una hidrólisis de GTP drásticamente ralentizada. [1]