stringtranslate.com

Эндоцитоз, опосредованный рецепторами

Механизм клатрин-зависимого эндоцитоза

Рецепторно-опосредованный эндоцитоз ( RME ), также называемый клатрин-опосредованным эндоцитозом , представляет собой процесс, при котором клетки поглощают метаболиты , гормоны , белки (и в некоторых случаях вирусы ) путем внутреннего почкования плазматической мембраны ( инвагинации ). Этот процесс образует везикулы , содержащие поглощенные вещества, и строго опосредован рецепторами на поверхности клетки. Только рецептор-специфические вещества могут проникать в клетку посредством этого процесса.

Процесс

Хотя рецепторы и их лиганды могут быть доставлены в клетку посредством нескольких механизмов (например, кавеолин и липидный плот ), клатрин -опосредованный эндоцитоз остается наиболее изученным. Клатрин-опосредованный эндоцитоз многих типов рецепторов начинается со связывания лигандов с рецепторами на плазматической мембране клетки. Затем лиганд и рецептор будут привлекать адаптерные белки и клатриновые трискелионы к плазматической мембране вокруг того места, где будет происходить инвагинация. Затем происходит инвагинация плазматической мембраны, образуя покрытую клатрином ямку. [1] Другие рецепторы могут образовывать ядро ​​покрытой клатрином ямки, что позволяет формировать вокруг рецептора. Зрелая ямка будет отщеплена от плазматической мембраны с помощью мембраносвязывающих и делящихся белков, таких как динамин (а также другие белки домена BAR ), [2] образуя везикулу, покрытую клатрином , которая затем снимает клатрин и обычно сливается с сортировочной эндосомой . После слияния эндоцитированный груз (рецептор и/или лиганд) может быть отсортирован по лизосомальным , рециркулирующим или другим транспортным путям. [1]

Функция

Эндоцитоз запускается при активации специфического рецептора в ходе рецептор-опосредованного эндоцитоза.

Функция рецепторно-опосредованного эндоцитоза разнообразна. Он широко используется для специфического поглощения определенных веществ, необходимых клетке (примерами являются ЛПНП через рецептор ЛПНП или железо через трансферрин ). Роль рецепторно-опосредованного эндоцитоза хорошо известна в регуляции трансмембранной передачи сигнала, но может также способствовать устойчивой передаче сигнала. [3] Активированный рецептор становится интернализованным и транспортируется в поздние эндосомы и лизосомы для деградации. Однако рецепторно-опосредованный эндоцитоз также активно участвует в передаче сигналов от периферии клетки к ядру. Это стало очевидным, когда было обнаружено, что ассоциация и образование специфических сигнальных комплексов через клатрин-опосредованный эндоцитоз необходимы для эффективной передачи сигналов гормонов (например, EGF ). Кроме того, было высказано предположение, что для обеспечения передачи сигналов может потребоваться направленный транспорт активных сигнальных комплексов в ядро, поскольку случайная диффузия слишком медленная [4] , а механизмы, постоянно подавляющие входящие сигналы, достаточно сильны, чтобы полностью отключить передачу сигналов без дополнительных механизмов передачи сигналов. [5]

Эксперименты

Используя флуоресцентные или ЭМ-видимые красители для маркировки определенных молекул в живых клетках, можно проследить за интернализацией молекул-грузов и эволюцией ямки, покрытой клатрином, с помощью флуоресцентной микроскопии и иммуноэлектронной микроскопии. [6] [7]

Поскольку процесс неспецифичен, лиганд может быть носителем для более крупных молекул. Если целевая клетка имеет известный специфический пиноцитотический рецептор , лекарства могут быть присоединены и будут интернализованы.

Для достижения интернализации наночастиц в клетки, такие как Т-клетки , можно использовать антитела для нацеливания наночастиц на определенные рецепторы на поверхности клеток (такие как CCR5 ). [8] Это один из методов улучшения доставки лекарств в иммунные клетки.

Сообщалось о разработке фотопереключаемых пептидных ингибиторов белок-белковых взаимодействий , участвующих в клатрин-опосредованном эндоцитозе (пептиды светофоров) [9] [10] [11] и фотопереключаемых малых молекулярных ингибиторов динамина (Dynazos) [12] . Эти фотофармакологические соединения позволяют осуществлять пространственно-временной контроль эндоцитоза с помощью света.

Характеристики

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Sorkin A, Puthenveedu MA (2013-01-01). "Клатрин-опосредованный эндоцитоз". В Yarden Y, Tarcic G (ред.). Транспортировка везикул при раке . Springer New York. стр. 1–31. doi :10.1007/978-1-4614-6528-7_1. ISBN 978-1-4614-6527-0.
  2. ^ Kaksonen M, Roux A (май 2018). «Механизмы эндоцитоза, опосредованного клатрином». Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 19 (5): 313–326. doi :10.1038/nrm.2017.132. PMID  29410531. S2CID  4380108.
  3. ^ Thomsen AR, Plouffe B, Cahill TJ, Shukla AK, Tarrasch JT, Dosey AM и др. (август 2016 г.). "GPCR-G Protein-β-Arrestin Super-Complex Mediates Sustained G Protein Signaling". Cell . 166 (4): 907–919. doi :10.1016/j.cell.2016.07.004. PMC 5418658 . PMID  27499021. 
  4. ^ Howe CL (октябрь 2005 г.). «Моделирование гипотезы сигнальной эндосомы: почему движение к ядру лучше, чем (случайная) прогулка». Теоретическая биология и медицинское моделирование . 2 (1): 43. doi : 10.1186 / 1742-4682-2-43 . PMC 1276819. PMID  16236165. 2:43. 
  5. ^ Холоденко Б.Н. (июнь 2003 г.). «Четырехмерная организация сигнальных каскадов протеинкиназ: роль диффузии, эндоцитоза и молекулярных моторов». Журнал экспериментальной биологии . 206 (Pt 12): 2073–2082. doi : 10.1242/jeb.00298 . PMID  12756289. 206, 2073-2082.
  6. ^ Kirchhausen T (ноябрь 2009 г.). «Визуализация эндоцитарных клатриновых структур в живых клетках». Trends in Cell Biology . 19 (11): 596–605. doi :10.1016/j.tcb.2009.09.002. PMC 2796618. PMID  19836955 . 
  7. ^ Weigel AV, Tamkun MM, Krapf D (ноябрь 2013 г.). «Количественная оценка динамических взаимодействий между ямкой, покрытой клатрином, и молекулами-грузами». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (48): E4591–E4600. Bibcode : 2013PNAS..110E4591W. doi : 10.1073/pnas.1315202110 . PMC 3845133. PMID  24218552 . 
  8. ^ Glass JJ, Yuen D, Rae J, Johnston AP, Parton RG, Kent SJ, De Rose R (апрель 2016 г.). «Нацеливание белковых наночастиц на иммунные клетки человека — кавеосферы». Nanoscale . 8 (15): 8255–8265. Bibcode :2016Nanos...8.8255G. doi :10.1039/C6NR00506C. PMID  27031090.
  9. ^ Nevola L, Martín-Quirós A, Eckelt K, Camarero N, Tosi S, Llobet A и др. (Июль 2013 г.). «Степлерные пептиды, регулируемые светом, для ингибирования белок-белковых взаимодействий, участвующих в эндоцитозе, опосредованном клатрином». Angewandte Chemie . 52 (30): 7704–7708. doi :10.1002/anie.201303324. PMID  23775788.
  10. ^ Martín-Quirós A, Nevola L, Eckelt K, Madurga S, Gorostiza P, Giralt E (январь 2015 г.). «Отсутствие стабильной вторичной структуры не является ограничением для фотопереключаемых ингибиторов белок-белкового взаимодействия β-аррестина/β-адаптина 2». Химия и биология . 22 (1): 31–37. doi : 10.1016/j.chembiol.2014.10.022 . PMID  25615951.
  11. ^ Пришич Д., дель Дедо Дж.Э., Камбра М., Прат Дж., Камареро Н., Невола Л. и др. (апрель 2021 г.). «Светозависимое ингибирование клатрин-опосредованного эндоцитоза у дрожжей». bioRxiv : 2021.04.01.432428. дои : 10.1101/2021.04.01.432428. S2CID  233175680.
  12. ^ Камареро Н, Траперо А, Перес-Хименес А, Масия Э, Гомила-Хуанеда А, Мартин-Кирос А и др. (сентябрь 2020 г.). «Коррекция: фотопереключаемые аналоги диназора для контроля эндоцитоза под действием света». Химическая наука . 11 (35): 9712. doi : 10.1039/D0SC90189J. ПМЦ 7495901 . ПМИД  33016959. 

Внешние ссылки