Endoplasmatické retikulum je vícekrát stočený membránový list
vytvářející uzavřený vak, tj. endoplasmatické lumen. Endoplasmatické retikulum
v typické buňce tvoří více než 50 % všech membrán a jeho lumen může zaujímat až
10 % objemu buňky.
Jsou 2 typy endoplasmatického
retikula:
-
Drsné
(granulární) endoplasmatické retikulum posázené ribosomy (proto drsné) je místem tvorby polypeptidového řetězce proteinů.
-
Hladké
endoplasmatické retikulum také nazývané přechodné, protože váčky, které nesou nově
vytvořené molekuly proteinů a lipidů pro intracelulární transport, se otvírají.
Hladké plasmatické retikulum vytváří síť tenkých kanálků navazující přímo na
drsné plasmatické retikulum. Na jeho membrány jsou navázány enzymy katalyzující
přeměnu lipidů; ve specializovaných buňkách též steroidních hormonů,
vznikajících s cholesterolu. V hepatocytech pak ještě obsahuje enzymy
participující na biotransformaci léků a produktů metabolismu nebo exogenních
toxinů.
Endoplasmatické retikulum hraje
ústřední roli v syntéze lipidů, proteinů a steroidů. Usnadňuje vydělení
nově vytvořených molekul bílkovin, které se mají dostat do cytosolu nebo do jiných organel, kam jsou přemísťovány. Kromě
toho endoplasmatické retikulum usnadňuje vytvoření správné terciární nebo
kvartérní struktury syntetizovaných proteinů. Rovněž prekurzor oligosacharidu
je napojován O- nebo N-vazbou na molekulu proteinu v endoplasmatickém
retikulu. Většina proteinů je v endoplasmatickém retikulu chemicky
modifikována. Tvoří se disulfidové můstky oxidací cysteinových párů postranních
řetězců (katalyzující enzym je v lumen endoplazmatického retikula).
Disulfidové můstky stabilizují molekuly proteinů, což je nutné, když se protein
dostane do prostředí o jiném pH nebo do styku s degradačními enzymy
po sekreci nebo inkorporaci do plasmatické membrány. Řada proteinů je
přeměňována na glykoproteiny kovalentním napojením krátkého oligosacharidového
postranního řetězce. To se děje pomocí glykosylačních enzymů, které nejsou
přítomny v cytosolu. Oligosacharidy připojené k proteinům mají různé
funkce. Mohou je chránit před degradací, udržují je v endoplazmatickém
retikulu, dokud nejsou náležitě zformovány nebo je pomáhají nasměrovat do
příslušných organel a slouží jako signál pro zabalení do transportních vesikul.
Oligosacharidový postranní řetězec (o 14ti cukerných zbytcích) není vytvářen
postupně napojováním jedné molekuly na druhou, ale připojuje se na protein
najednou na místo určené ke glykosylaci, a to na specializovaný lipid zvaný
dolichol. Napojení je katalyzováno membránovým enzymem –
oligosacharid-protein-transferasou, s aktivní částí na luminální straně
endoplazmatického retikula. Oligosacharidové přetváření molekuly začíná
v endoplazmatickém retikulu a pokračuje v Golgiho aparátu. Výstup z endoplazmatického retikula je však dobře
kontrolován. Je-li molekula proteinu nesprávně poskládána a dimerová nebo
multimerová forma je chybná, nedojde k výstupu; takováto molekula je
zadržena interakcí s chaperonem, dokud nedojde k nápravě; jinak je
bílkovina degradována..
Např. molekula imunoglobulinu, která
se skládá ze 4 polypeptidových řetězců (2 těžké a 2 lehké), je takto formována
až v endoplazmatickém retikulu. Neúplná molekula není z endoplazmatického
retikula propuštěna, pokud nedojde k narušení této funkce při nadměrné a
neuspořádané produkci monoklonálních imunoglobulinů (choroba těžkého řetězce, Bence-Jonesova paraproteinemie).
Někdy může být tento kontrolní
mechanismus pro organismus neužitečný. U cystické fibrózy vzniká mutovaný
transmembránový protein chloridového kanálu. Určité mutace nemají sice vliv na
funkci proteinu (jeho aktivitu), ale pozměněná konformace molekuly nedovolí,
aby se protein dostal na místo určení tj. do plasmatické membrány, a je
degradován v lyzosomech.