stringtranslate.com

Рецептор-опосредованного эндоцитоза

Механизм клатринзависимого эндоцитоза

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.

Процесс

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

Эндоцитоз запускается, когда специфический рецептор активируется при рецептор-опосредованном эндоцитозе.

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]

Эксперименты

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.

Характеристики

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Соркин А, Путенведу М.А. (1 января 2013 г.). «Клатрин-опосредованный эндоцитоз». В Ярдене Ю., Тарчиче Дж. (ред.). Торговля везикулами при раке . Спрингер Нью-Йорк. стр. 1–31. дои : 10.1007/978-1-4614-6528-7_1. ISBN 978-1-4614-6527-0.
  2. ^ Каксонен М., Ру А (май 2018 г.). «Механизмы клатрин-опосредованного эндоцитоза». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 19 (5): 313–326. дои : 10.1038/номер.2017.132. PMID  29410531. S2CID  4380108.
  3. ^ Томсен А.Р., Плуфф Б., Кэхилл Т.Дж., Шукла А.К., Тарраш Дж.Т., Дози А.М. и др. (август 2016 г.). «Суперкомплекс белка GPCR-G-β-аррестина опосредует устойчивую передачу сигналов G-белка». Клетка . 166 (4): 907–919. doi :10.1016/j.cell.2016.07.004. ПМЦ 5418658 . ПМИД  27499021. 
  4. ^ Хоу CL (октябрь 2005 г.). «Моделирование гипотезы сигнальных эндосом: почему движение к ядру лучше, чем (случайное) блуждание». Теоретическая биология и медицинское моделирование . 2 (1): 43. дои : 10.1186/1742-4682-2-43 . ПМЦ 1276819 . ПМИД  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 (Часть 12): 2073–2082. дои : 10.1242/jeb.00298 . ПМИД  12756289. 206, 2073-2082.
  6. ^ Кирххаузен Т. (ноябрь 2009 г.). «Визуализация эндоцитарных клатриновых структур в живых клетках». Тенденции в клеточной биологии . 19 (11): 596–605. дои : 10.1016/j.tcb.2009.09.002. ПМЦ 2796618 . ПМИД  19836955. 
  7. ^ Вейгель А.В., Тамкун М.М., Крапф Д. (ноябрь 2013 г.). «Количественная оценка динамических взаимодействий между покрытой клатрином ямой и молекулами груза». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (48): Е4591–Е4600. Бибкод : 2013PNAS..110E4591W. дои : 10.1073/pnas.1315202110 . ПМЦ 3845133 . ПМИД  24218552. 
  8. ^ Гласс Дж., Юэнь Д., Рэй Дж., Джонстон А.П., Партон Р.Г., Кент С.Дж., Де Роуз Р. (апрель 2016 г.). «Нацеливание иммунных клеток человека на белковые наночастицы - кавеосферы». Наномасштаб . 8 (15): 8255–8265. Бибкод : 2016Nanos...8.8255G. дои : 10.1039/C6NR00506C. ПМИД  27031090.
  9. ^ Невола Л., Мартин-Кирос А., Экельт К., Камареро Н., Тоси С., Ллобет А. и др. (Июль 2013). «Светорегулируемые сшитые пептиды для ингибирования белок-белковых взаимодействий, участвующих в клатрин-опосредованном эндоцитозе». Ангеванде Хеми . 52 (30): 7704–7708. дои : 10.1002/anie.201303324. ПМИД  23775788.
  10. ^ Мартин-Кирос А., Невола Л., Экельт К., Мадурга С., Горостиса П., Гиральт Э. (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 . ПМИД  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