Receptorem zprostředkovaná endocytóza - Receptor-mediated endocytosis

Mechanismus endocytózy závislé na klatrinu

Receptorem zprostředkovaná endocytóza (RME), také zvaný klatrinem zprostředkovaná endocytóza, je proces, při kterém buňky absorbují metabolity, hormony, bílkoviny - a v některých případech viry - vnitřním pučením plazmatická membrána (invaginace ). Tento proces se tvoří vezikuly obsahující absorbované látky a je přísně zprostředkována receptory na povrchu buňky. Tímto procesem mohou do buňky vstoupit pouze látky specifické pro daný receptor.

Proces

Ačkoli receptory a jejich ligandy lze do buňky přivést několika mechanismy (např. kaveolin a lipidový vor ), Clathrin endocytóza zprostředkovaná zůstává nejlépe studovaným. Klatrinem zprostředkovaná endocytóza mnoha typů receptorů začíná nákladovými ligandy v luminálním kompartmentu váčků vázajících se na receptory na buněčné membráně. Nákladový ligand a receptor pak získají adaptační proteiny a klatrin triskelions na vnější membránu buňky, kde se vytvoří pučící. Poté dojde k pučení plazmatické membrány a vytvoří jámu potaženou klatrinem.[1] Jiné receptory mohou nukleacovat jamu potaženou klatrinem, což umožňuje tvorbu kolem receptoru. Zralá jáma bude odštěpena z plazmatické membrány pomocí membránových vazebných a štěpných proteinů, jako jsou dynamin (stejně jako ostatní BAR doména bílkoviny),[2] tvoří se vezikul potažený klatrinem, který se poté oddělí a typicky se spojí do třídění endosom. Po fúzi může být endocytizovaný náklad (receptor a / nebo ligand) poté roztříděn na lysozomální, recyklace nebo jiné způsoby obchodování.[1]

Funkce

Endocytóza se spouští, když je aktivován specifický receptor u endocytózy zprostředkované receptorem.

Funkce receptorem zprostředkované endocytózy je různorodá. Je široce používán pro specifické vychytávání určitých látek požadovaných buňkou (příklady zahrnují LDL přes LDL receptor nebo žehlit přes transferin ). Role endocytózy zprostředkované receptorem je dobře známa při snižování regulace transmembránové signální transdukce, ale může také podporovat trvalou signální transdukci.[3] Aktivovaný receptor se internalizuje a je transportován do pozdních endosomů a lysozomy pro degradaci. Receptorem zprostředkovaná endocytóza je však také aktivně zapojena do přenosu signálů z periferní buňky do jádra. To se ukázalo, když se zjistilo, že pro účinnou signalizaci hormonů je zapotřebí asociace a tvorba specifických signálních komplexů prostřednictvím endocytózy zprostředkované klatrinem (např. EGF ). Dále bylo navrženo, že může být vyžadován řízený transport aktivních signalizačních komplexů do jádra, aby se umožnila signalizace, vzhledem k tomu, že náhodné difúze je příliš pomalý[4]a mechanismy trvale snižující regulaci příchozích signálů jsou dostatečně silné, aby vyply signalizaci úplně bez dalších mechanismů přenosu signálu.[5]

Experimenty

Pomocí fluorescenčních barviv k označení specifických molekul v živých buňkách je možné sledovat internalizaci molekul nákladu a vývoj jámy potažené klatrinem pomocí fluorescenční mikroskopie.[6][7]

Protože proces není specifický, může být ligand nosičem pro větší molekuly. Pokud má cílová buňka známé specifické pinocytotické receptor, léky mohou být připojeny a budou internalizovány.

K dosažení internalizace nanočástice do buněk, jako např T buňky, protilátky lze použít k zacílení nanočástic na specifické receptory na povrchu buněk (jako např CCR5 ).[8] Toto je jeden způsob zlepšování dodávky léčiva do imunitních buněk.

Vlastnosti

  • Indukce během několika minut po vystavení přebytečnému ligandu.
  • Tvorba těchto vezikul je citlivá na inhibici pomocí wortmannin[Citace je zapotřebí ]
  • Zahájení tvorby vezikul může být zpožděno / inhibováno teplotními změnami

Viz také

Reference

  1. ^ A b Sorkin A, Puthenveedu MA (01.01.2013). Yarden Y, Tarcic G (eds.). Klatrinem zprostředkovaná endocytóza. Springer New York. s. 1–31. doi:10.1007/978-1-4614-6528-7_1. ISBN  978-1-4614-6527-0.
  2. ^ Kaksonen M, Roux A (květen 2018). "Mechanismy klatrinem zprostředkované endocytózy". Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie. 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, Kahsai AW, Strachan RT, Pani B, Mahoney JP, Huang L, Breton B, Heydenreich FM, Sunahara RK, Skiniotis G, Bouvier M, Lefkowitz RJ (Srpen 2016). „Superkomplex GPCR-G Protein-β-Arrestin zprostředkovává dlouhodobou signalizaci G proteinu“. Buňka. 166 (4): 907–919. doi:10.1016 / j.cell.2016.07.004. PMC  5418658. PMID  27499021.
  4. ^ Howe CL (říjen 2005). „Modelování hypotézy signalizačního endosomu: proč je cesta k jádru lepší než (náhodná) chůze“. Teoretická biologie a lékařské modelování. 2 (1): 43. doi:10.1186/1742-4682-2-43. PMC  1276819. PMID  16236165. 2:43.
  5. ^ Kholodenko BN (červen 2003). „Čtyřrozměrná organizace signálních kaskád proteinových kináz: role difúze, endocytózy a molekulárních motorů“. The Journal of Experimental Biology. 206 (Pt 12): 2073–82. doi:10.1242 / jeb.00298. PMID  12756289. 206, 2073-2082.
  6. ^ Kirchhausen T (listopad 2009). "Zobrazování endocytických klatrinových struktur v živých buňkách". Trendy v buněčné biologii. 19 (11): 596–605. doi:10.1016 / j.tcb.2009.09.002. PMC  2796618. PMID  19836955.
  7. ^ Weigel AV, Tamkun MM, Krapf D (listopad 2013). „Kvantifikace dynamických interakcí mezi jámou pokrytou klatrinem a molekulami nákladu“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 110 (48): E4591–600. 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 (duben 2016). "Cílení lidských imunitních buněk na proteinové nanočástice - jeskynní sféry". Nanoměřítko. 8 (15): 8255–65. doi:10.1039 / C6NR00506C. PMID  27031090.

externí odkazy