Рецепторно-опосредованный эндоцитоз ( RME ), также называемый клатрин-опосредованным эндоцитозом , представляет собой процесс, посредством которого клетки поглощают метаболиты , гормоны , белки – и в некоторых случаях вирусы – путем отпочкования плазматической мембраны внутрь ( инвагинация ). Этот процесс образует пузырьки , содержащие поглощенные вещества, и строго опосредован рецепторами на поверхности клетки. Благодаря этому процессу в клетку могут проникнуть только специфичные для рецепторов вещества.
Хотя рецепторы и их лиганды могут быть доставлены в клетку с помощью нескольких механизмов (например, кавеолина и липидного рафта ), 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 рекрутировать адаптерные белки и клатриновые трискелионы на плазматическую мембрану вокруг места, где будет происходить инвагинация. Затем происходит инвагинация плазматической мембраны с образованием ямки, покрытой клатрином. [1] Другие рецепторы могут образовывать покрытые клатрином ямки, позволяющие образовываться вокруг рецептора. Зрелая ямка будет отколота от плазматической мембраны с помощью мембраносвязывающих белков и белков деления, таких как динамин (а также других белков домена BAR ), [2] с образованием покрытой клатрином везикулы , которая затем снимает оболочку клатрина и обычно сливается. к сортирующей эндосоме . После слияния эндоцитозированный груз (рецептор и/или лиганд) затем может быть отсортирован по лизосомальным , рециклинговым или другим путям транспортировки. [1]
Функция рецептор-опосредованного эндоцитоза разнообразна. Он широко используется для специфического поглощения определенных веществ, необходимых клетке (примеры включают ЛПНП через рецептор ЛПНП или железо через трансферрин ). Хорошо известна роль рецептор-опосредованного эндоцитоза в подавлении трансмембранной передачи сигнала, но он также может способствовать устойчивой передаче сигнала. [3] Активированный рецептор становится интернализованным и транспортируется в поздние эндосомы и лизосомы для деградации. Однако рецептор-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 посредством клатрин-опосредованного эндоцитоза 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 из-за того, что случайная диффузия происходит слишком медленно [4] , а механизмы, постоянно подавляющие входящие сигналы, достаточно сильны, чтобы остановить передачу сигналов. совершенно без дополнительных механизмов передачи сигнала. [5]
Используя флуоресцентные или видимые ЭМ красители для маркировки конкретных молекул в живых клетках, можно следить за интернализацией грузовых молекул и эволюцией покрытой клатрином ямки с помощью флуоресцентной и иммуноэлектронной микроскопии. [6] [7]
Поскольку процесс неспецифичен, лиганд может быть переносчиком для более крупных молекул. Если клетка-мишень имеет известный специфический пиноцитотический рецептор , лекарства могут быть присоединены и интернализованы.
Чтобы добиться интернализации наночастиц в клетки, такие как Т-клетки , можно использовать антитела для нацеливания наночастиц на специфические рецепторы на поверхности клетки (например, CCR5 ). [8] Это один из методов улучшения доставки лекарств к иммунным клеткам.
Сообщалось о разработке фотопереключаемых пептидных ингибиторов белок-белковых взаимодействий , участвующих в клатрин-опосредованном эндоцитозе (пептиды светофора) [9] [10] [11] и фотопереключаемых низкомолекулярных ингибиторов динамина (Dynazos) [12] . Эти фотофармакологические соединения позволяют пространственно-временно контролировать эндоцитоз с помощью света.