Endocytóza zprostředkovaná receptory

Endocytóza zprostředkovaná receptory, také nazývaná endocytóza zprostředkovaná klatrinem  - endocytóza , při které se membránové receptory vážou na molekuly absorbované látky nebo molekuly umístěné na povrchu fagocytovaného předmětu - ligandy (z latiny ligare - vázat se) . Později (po absorpci látky nebo předmětu) se komplex receptor-ligand odštěpí a receptory se mohou znovu vrátit na membránu.

Jedním příkladem receptorem zprostředkované endocytózy je fagocytóza bakterie leukocytem . Vzhledem k tomu, že na leukocytární plazmalemě jsou receptory pro imunoglobuliny (protilátky), rychlost fagocytózy se zvyšuje, pokud je povrch bakteriální buněčné stěny pokryt protilátkami ( opsoniny  - z řeckého opson - koření ).

Proces

Ačkoli receptory a jejich ligandy mohou být zavedeny do buňky prostřednictvím několika mechanismů (např . kaveolin a lipidový raft ), endocytóza zprostředkovaná klatrinem zůstává nejlépe prostudovanou. Endocytóza mnoha typů receptorů zprostředkovaná clathrinem začíná tím, že se ligandy vážou na receptory na plazmatické membráně buňky. Ligand a receptor pak budou rekrutovat adaptorové proteiny a klatrinové triskeliony do plazmatické membrány kolem místa, kde dojde k intususcepci. Plazmatická membrána pak invaginuje a tvoří jámu pokrytou klatrinem [1] . Jiné receptory mohou tvořit jamku potaženou klatrinem, což umožňuje tvorbu kolem receptoru. Zralá fovea je odštěpena z plazmatické membrány proteiny vázajícími se na membránu a štěpícími proteiny, jako je dynamin (stejně jako další proteiny domény BAR ) [2] , čímž se vytvoří vezikula potažená klatrinem, která je poté rozbalena klatrinem a obvykle fúzována s třídící endozom . Po fúzi může být endocytovaný náklad (receptor a/nebo ligand) roztříděn do lysozomálních , recyklačních nebo jiných transportních cest [1] .

Funkce

Funkce receptorem zprostředkované endocytózy je různorodá. Je široce používán pro specifické vychytávání určitých látek požadovaných buňkou (příklady zahrnují LDL prostřednictvím LDL receptoru nebo železa prostřednictvím transferinu ). Role receptorem zprostředkované endocytózy je dobře známá v regulaci transmembránové signalizace, ale může také přispívat k robustní signalizaci [3] . Aktivovaný receptor je internalizován a transportován do pozdních endozomů a lysozomů k degradaci. Nicméně receptorem zprostředkovaná endocytóza se také významně podílí na signalizaci z periferie buňky do jádra . To se ukázalo, když bylo zjištěno, že pro účinnou hormonální (např. EGF ) signalizaci je nutná asociace a tvorba specifických signálních komplexů prostřednictvím endocytózy zprostředkované klatrinem. Kromě toho bylo navrženo, že zapnutí signalizace může vyžadovat cílený transport aktivních signalizačních komplexů do jádra, protože náhodná difúze je příliš pomalá a mechanismy konstantního potlačování příchozích signálů jsou dostatečně silné, aby se úplně vypnuly. signalizace bez přídavných mechanismů signalizace [4] .

Experimenty

Použitím fluorescenčních nebo elektromagneticky viditelných barviv k označení specifických molekul v živých buňkách lze pomocí fluorescenční mikroskopie a imunoelektronové mikroskopie sledovat internalizaci molekul nákladu a evoluci klatrinové jamky [5] [6] .

Protože proces je nespecifický, ligand může být nosičem pro větší molekuly. Pokud má cílová buňka známý specifický pinocytární receptor, léky se mohou připojit a metabolizovat.

K dosažení internalizace nanočástic do buněk, jako jsou T buňky , lze protilátky použít k nasměrování nanočástic na specifické receptory na buněčném povrchu (jako je CCR5) [7] . Toto je jeden způsob, jak zlepšit dodávání léčiv do imunitních buněk.

Byl popsán vývoj fotopřepínacích peptidových inhibitorů interakcí protein-protein zapojených do endocytózy zprostředkované klatrinem (peptidy semaforu) [8] [9] [10] a fotopřepínačových malomolekulárních inhibitorů dynaminu (Dynazos) [11] . Tyto fotofarmakologické sloučeniny umožňují časoprostorovou kontrolu endocytózy světlem.

Viz také

Literatura

Bykov VL CYTOLOGIE a OBECNÁ HISTOLOGIE. Funkční morfologie lidských buněk a tkání . - Petrohrad. : Sotis, 2002. - 255 s.

Poznámky

  1. ↑ 1 2 Alexander Sorkin, Manojkumar A. Puthenveedu. Endocytóza zprostředkovaná clathrinem  (anglicky)  // Obchodování s veziky u rakoviny / Yosef Yarden, Gabi Tarcic. — New York, NY: Springer New York, 2013. — S. 1–31 . - ISBN 978-1-4614-6527-0 , 978-1-4614-6528-7 . - doi : 10.1007/978-1-4614-6528-7_1 .
  2. Marko Kaksonen, Aurelien Roux. Mechanismy endocytózy zprostředkované klatrinem  //  Nature Reviews Molecular Cell Biology. — 2018-05. — Sv. 19 , iss. 5 . — S. 313–326 . — ISSN 1471-0080 1471-0072, 1471-0080 . - doi : 10.1038/nrm.2017.132 .
  3. Alex R. B. Thomsen, Bianca Plouffe, Thomas J. Cahill, Arun K. Shukla, Jeffrey T. Tarrasch. Superkomplex GPCR-G Protein-β-Arrestin zprostředkovává trvalou signalizaci G proteinu  // Buňka. — 2016-08-11. - T. 166 , č.p. 4 . — S. 907–919 . — ISSN 1097-4172 . - doi : 10.1016/j.cell.2016.07.004 .
  4. Boris N. Kholodenko. Čtyřrozměrná organizace signálních kaskád proteinkinázy: role difúze, endocytózy a molekulárních motorů  // The Journal of Experimental Biology. — 2003-06. - T. 206 , č.p. Pt 12 . — S. 2073–2082 . — ISSN 0022-0949 . - doi : 10.1242/jeb.00298 .
  5. Tom Kirchhausen. Zobrazování endocytárních struktur klatrinu v živých buňkách  // Trendy v buněčné biologii. — 2009-11. - T. 19 , č.p. 11 . — S. 596–605 . — ISSN 1879-3088 . - doi : 10.1016/j.tcb.2009.09.002 .
  6. Aubrey V. Weigel, Michael M. Tamkun, Diego Krapf. Kvantifikace dynamických interakcí mezi jámou potaženou klatrinem a molekulami nákladu  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2013-11-26. - T. 110 , č.p. 48 . — S. E4591–4600 . — ISSN 1091-6490 . - doi : 10.1073/pnas.1315202110 .
  7. Joshua J. Glass, Daniel Yuen, James Rae, Angus P. R. Johnston, Robert G. Parton. Zacílení proteinových nanočástic - kaveosféry na lidské imunitní buňky  // Nanoscale. — 2016-04-21. - T. 8 , ne. 15 . — S. 8255–8265 . — ISSN 2040-3372 . - doi : 10.1039/c6nr00506c .
  8. Laura Nevola, Andrés Martín-Quirós, Kay Eckelt, Núria Camarero, Sébastien Tosi. Světlem regulované sešívané peptidy pro inhibici interakcí protein-protein zapojených do endocytózy zprostředkované klatrinem  // Angewandte Chemie (International Ed. v angličtině). — 22. 7. 2013. - T. 52 , č.p. 30 . — S. 7704–7708 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.201303324 .
  9. Andrés Martín-Quirós, Laura Nevola, Kay Eckelt, Sergio Madurga, Pau Gorostiza. Absence stabilní sekundární struktury není omezením pro fotopřepínací inhibitory interakce β-arestin/β-Adaptin 2 protein-protein  // Chemistry & Biology. — 22. 1. 2015. - T. 22 , č.p. 1 . — s. 31–37 . — ISSN 1879-1301 . - doi : 10.1016/j.chembiol.2014.10.022 .
  10. Davia Prischich, Javier Encinar del Dedo, Maria Cambra, Judit Prat, Nuria Camarero. Inhibice endocytózy zprostředkované klatrinem u kvasinek  závislá na světle . - Buněčná biologie, 2021-04-01. doi : 10.1101 / 2021.04.01.432428. .
  11. Núria Camarero, Ana Trapero, Ariadna Pérez-Jiménez, Eric Macia, Alexandre Gomila-Juaneda. Oprava: Fotoswitchable analogy dynasore pro kontrolu endocytózy světlem  // Chemical Science. — 21. 9. 2020. - T. 11 , č.p. 35 . - S. 9712 . — ISSN 2041-6520 . doi : 10.1039 / d0sc90189j .