•more secretion correlates - moodle2.units.it · sierotipi della tossina • esistono 7 sierotipi...

•More secretion correlates

with more ER

•There are ER bound polysomes

Figure 13-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Vesicular transport

ER

Trasporto vescicolareER

Golgi

complex

Le vescicole RIVESTITE sono necessarie per il

trasporto

Esistono vari tipi di vescicole rivestite

CLATRINA COPI COPII

cytosol

ER lumenER exit sites

cargo receptor

(adaptor)

cargo

COPII

OUT

cytosol


GTP

Sar1-GDP-GTP

GDP

cytosol


COPII coated vesicle

uncoating

cytosol

GTPSar1- Sar1-GDP + Pi

ER lumen

COPII coated vesicle

Golgi lumen

microtubule

Golgi lumen

v-SNAREt-SNARE

docking

ER lumen

cytosol

cytosol

ER lumen

Golgi lumen

fusion

Struttura rivestimento di clatrina

Figure 13-7c, d Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

15.8

Rab Proteins Guide Transport Vesicles to Their Target Membrane

La tossina botulinica

✓ La tossina botulinica è uno dei piu potenti veleni naturali esistenti al mondo, basti pensare che

75 ng di tossina pura sono in grado di uccidere un essere umano, mentre 450 grammi sarebbero

più che sufficienti a sterminare ogni essere umano vivente sul pianeta.

✓ È una neurotossina prodotta da Clostridium

botulinum. È presente nel suolo in tutto il

mondo, nelle acque costiere e nei laghi e talvolta

nelle feci degli animali.

✓ Durante lo crescita del microrganismo la

tossina si mantiene nel terreno in scarsa quantità

fino a quando in fase avanzata è rilasciata in

seguito a lisi cellulare.

Sierotipi della tossina

• Esistono 7 sierotipi di tossina denominati BoNT/A G.

Causano una patologia detta Botulismo

• I tipi A, B ed E (talvolta F) risultano più frequentemente associati con la malattia umana.

I tipi A e B sono stati associati con una varietà di alimenti; il tipo E prevalentemente con

prodotti ittici.

Il tipo C provoca botulismo aviario; e il tipo D botulismo nei mammiferi.

Il seriotipo G non è associato a patologie nell’uomo.

• Esiste anche una particolare distribuzione geografica dei sierotipi: il tipo A è quello più

diffuso negli USA, mentre il tipo B è maggiormente diffuso in Europa.

Struttura della tossina

❖ La tossina è prodotta come una singola catena

polipeptidica di 150 kDa.

❖ Un successivo taglio proteolitico da parte di una proteasi

rilascia la forma attiva della tossina costituita da una

catena pesante di 100 kDa e una catena leggera di 50

kDa unite da ponti disolfuro.

❖ La catena pesante lega in maniera specifica la superficie di

cellule target e permette l’internalizzazione della tossina

❖ la catena leggera è responsabile dell’azione tossica

vera e propria della tossina

Meccanismo d’azione

➢ La tossina una volta nell’organismo

non è inattivata da acidità gastrica

o enzimi di stomaco e duodeno.

➢ Nel lume dell’intestino si lega alla

superficie apicale delle cellule epiteliali

(transport cell) e mediante un

processo di endocitosi e transcitosi è

trasportata e rilasciata dalla superficie

basolaterale delle cellule stesse.

➢ Questo permette alla tossina di

raggiungere la circolazione generale e

le cellule target

Neuroni colinergici presinaptici

nelle giunzioni neuromuscolari

Azione della tossina botulinica

Giunzione neuromuscolare normale

Transmission of Botulinum Toxin

• Mostly via improperly cooked food

• Conditions to produce toxin not completely understood

• Complex route of transmission

– Ingestion/injection

– Progenitor toxin complex

– Absorbed into tissue circulated in blood

– Dock onto receptors of neuron transcytosis binds up acetylcholine paralysis

Target Proteins of Botulinum ToxinsSerotype Cellular Substrate Target Cleavage Site

A SNAP-25 Gln197-Arg198

B VAMP/Synaptobrevin

Cellubrevin

Gln76-Phe77

Gln59-Phe60?

C1 Syntaxin 1A, 1B

SNAP-25

Lys253-Ala254

Lys252-253

D VAMP/Synaptobrevin (18, 181)

Cellubrevin (181)

Lys59-Leu60

Ala67-Asp68

Lys42-Leu43?

E SNAP-25(46) Arg180-Ile181

F VAMP/Synaptobrevin (181, 182)

Cellubrevin

Gln58-Lys59

Gln41-Lys42?

G VAMP/Synaptobrevin Ala81-Ala82

Figure adapted from: Aoki. 2004. Curr Med Chem. 11: 3085-3092.

Results Occur Within Days and

Last Up to 4 Months

• Patients typically see improvement within days that may continue to improve during the first week after treatment

– With proper dosing of 20 units in the glabellar region, the effects of BOTOX®

Cosmetic can last up to 4 months

Before After

Before After

BoNT as Local Paralytic Agent

• Use Botulinum toxin type A (Botox®)

• Many cosmetic uses

• Few clinical side effects

• Fast acting – 6 hours post injection

• Effects last 3-6 months

• Serial injections required to maintain results

Botox®

“The Fountain of Youth”

Figure taken from: http://lingua.utdallas.edu:7000/1442/

Usi mediciTable: Recent medicinal use of botulinum neurotoxin16.

Disorders Dysfunction

1. Chronic headache Tension-type headache50

2. Overactive bladder (OAB)Spastically contraction of detrusor bladder

muscles51

3. Laryngeal dystonia Vocal cord dystonia52

4. Temporomandibular joint

dislocationDysfunction of the joint, muscles of the jaw53

5. Dysuria or urinary retention Non-relaxing urethral sphincter54

6. Tourette’s syndromeInvoluntary, rapid, sudden movements of

muscles5554

7. Focal hyperhidrosis Excessive sweating56

Sometimes wrinkles aren’t all that

bad!

And remember…

Figure 13-19b Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

ER

Traffico vescicolare

Golgi

complex

COP I coated vesicles

COP II coated vesicles(anterograde)

(retrograde)

ER GolgiSoluble ER resident

protein

COP I coat

KDEL

Camillo Golgi

Nobel Prize 1906

fig. 1-16

Golgi

stack

The Golgi Apparatus Consists of an Ordered Series of Compartments

cis face

trans face

Membrana plasmatica

Reticolo Endoplasmatico

cis - Golgi

network

trans - Golgi

network

cis

medial

trans

Golgi vesicle

secretory vesicle

IL COMPLESSO DI GOLGI

• È costituito da una serie di cisterne appiattite formate da

membrana, sacchi discoidali impilati

• è diviso in cis-Golgi e trans-Golgi

• il cis-Golgi riceve le vescicole che arrivano dal RE

• il trans-Golgi forma le vescicole secretorie o di trasporto

Vesicular transport

ER

Golgi

lumen

lumen

cytosol

ER lumen

cytosol

Vesicular transport

lumen

fig. 13-2

ER

Golgi

cytosol

lumen

Vesicular transport

lumen

fig. 13-2

ER

Golgi

cytosol

lumencis

medial

trans

Vesicular transport

Trans Golgi

network

Plasma

membrane

lumen

fig. 13-2

Vesicular transport

Trans Golgi

network

Plasma

membrane

cytosol

extracellular

medium

lumen

fig. 13-2

cis face

trans face

Membrana plasmatica

Reticolo Endoplasmatico

cis - Golgi

network

trans - Golgi

network

cis

medial

trans

Golgi vesicle

secretory vesicle

L'apparato del Golgi ha la funzione di

- rielaborare

- selezionare

- esportare

i prodotti cellulari.

Questo organulo può interagire con altri (come il reticolo

endoplasmatico rugoso) per indirizzare ed etichettare certe vescicole

contenenti prodotti cellulari verso la loro destinazione, che può essere

quello di confluire in altri organi o inserirsi nella membrana plasmatica

per farne uscire il contenuto (esocitosi).

Funzione dell’apparato di Golgi

Golgi lumenER lumen

Golgi lumen

fig. 12-52

ER lumen

Due principali classi di oligosaccaridi presenti nelle proteine mature

Processazione degli oligosaccaridi nell’ER e nel Golgi

Proteoglycans Are Assembled in the Golgi Apparatus

Es.: i gruppi sanguinei ABO sono determinati da due diverse glicosil

transferasi

Modificazioni post-traduzionali delle proteine

La O-glicosilazione

La O-glicosilazione è un processo altamente specifico, che non vede l'aggiunta "seriale"

di carboidrati alla proteina in processazione.

Si svolge completamente nell'apparato del Golgi, dove zuccheri vengono legati al

peptide a livello dell'atomo di ossigeno delle catene laterali di serina o treonina.

L'aggiunta riguarda un singolo carboidrato alla volta e solitamente il numero di zuccheri

legati durante questo processo è limitato a pochi residui.

Serina o

treonina

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