Receptormedierad endocytos

Receptormedierad endocytos, även kallad clathrin-medierad endocytos  - endocytos , där membranreceptorer binder till molekyler av det absorberade ämnet, eller molekyler som ligger på ytan av det fagocyterade objektet - ligander (från latin ligare - för att binda) . Senare (efter absorption av ett ämne eller föremål) spjälkas receptor-ligandkomplexet, och receptorerna kan återvända till membranet.

Ett exempel på receptormedierad endocytos är fagocytos av en bakterie av en leukocyt . Eftersom det finns receptorer för immunglobuliner (antikroppar) på leukocytplasmalemmat ökar fagocytoshastigheten om ytan av bakteriecellväggen täcks med antikroppar ( opsoniner  - från grekiskan opson - krydda ).

Bearbeta

Även om receptorer och deras ligander kan införas i cellen genom flera mekanismer (t.ex. caveolin och lipid raft ), är klatrinförmedlad endocytos fortfarande den bäst studerade. Clathrin-medierad endocytos av många typer av receptorer börjar med ligander som binder till receptorer på cellens plasmamembran. Liganden och receptorn kommer sedan att rekrytera adapterproteiner och clathrin triskelions till plasmamembranet runt platsen där intussusception kommer att ske. Plasmamembranet invaginerar sedan och bildar en grop täckt med clathrin [1] . Andra receptorer kan bilda en clathrin-belagd grop, vilket möjliggör bildning runt receptorn. Den mogna fovean klyvs från plasmamembranet genom membranbindande och klyvningsproteiner såsom dynamin (liksom andra BAR-domänproteiner ) [2] , vilket bildar en clathrinbelagd vesikel, som sedan packas upp av clathrin och vanligtvis smälts samman med en sorterande endosom . Efter fusion kan den endocytoserade lasten (receptor och/eller ligand) sedan sorteras i lysosomala , återvinnings- eller andra transportvägar [1] .

Funktion

Funktionen av receptormedierad endocytos är mångsidig. Det används i stor utsträckning för det specifika upptaget av vissa ämnen som krävs av cellen (exempel inkluderar LDL via LDL-receptorn eller järn via transferrin ). Rollen av receptormedierad endocytos är välkänd i regleringen av transmembransignalering, men den kan också bidra till robust signalering [3] . Den aktiverade receptorn internaliseras och transporteras till sena endosomer och lysosomer för nedbrytning. Receptormedierad endocytos är emellertid också starkt involverad i signalering från cellperiferin till kärnan . Detta blev uppenbart när det visade sig att associationen och bildningen av specifika signalkomplex via clathrin-medierad endocytos krävs för effektiv hormonsignalering (t.ex. EGF ) . Dessutom har det föreslagits att inkoppling av signalering kan kräva riktad transport av aktiva signalkomplex in i kärnan, på grund av det faktum att slumpmässig diffusion är för långsam, och mekanismerna för konstant undertryckande av inkommande signaler är tillräckligt starka för att helt stängas av. signalering utan extra mekanismer signalering [4] .

Experiment

Genom att använda fluorescerande eller elektromagnetiskt synliga färgämnen för att märka specifika molekyler i levande celler, kan internaliseringen av lastmolekyler och utvecklingen av clathringropen följas med hjälp av fluorescensmikroskopi och immunelektronmikroskopi [5] [6] .

Eftersom processen är ospecifik kan liganden vara en bärare för större molekyler. Om målcellen har en känd specifik pinocytisk receptor kan läkemedel fästas och metaboliseras.

För att uppnå internalisering av nanopartiklar i celler som T-celler , kan antikroppar användas för att rikta nanopartiklarna till specifika receptorer på cellytan (som CCR5) [7] . Detta är en metod för att förbättra läkemedelsleveransen till immunceller.

Utveckling av fotoväxlingsbara peptidhämmare av protein-proteininteraktioner involverade i clathrin-medierad endocytos (trafikljuspeptider) [8] [9] [10] och fotoväxlingsbara små molekylhämmare av dynamin (Dynazos) [11] har rapporterats . Dessa fotofarmakologiska föreningar tillåter spatiotemporal kontroll av endocytos med ljus.

Se även

Litteratur

Bykov VL CYTOLOGI och ALLMÄN HITOLOGI. Funktionell morfologi hos mänskliga celler och vävnader . - St Petersburg. : Sotis, 2002. - 255 sid.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Alexander Sorkin, Manojkumar A. Puthenveedu. Clathrin-medierad endocytos  (engelska)  // Vesicle Trafficking in Cancer / 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. Mechanisms of clathrin-mediated endocytosis  //  Nature Reviews Molecular Cell Biology. — 2018-05. — Vol. 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. GPCR-G Protein-β-Arrestin Super-Complex medierar ihållande G-proteinsignalering  // Cell. — 2016-08-11. - T. 166 , nr. 4 . — S. 907–919 . — ISSN 1097-4172 . - doi : 10.1016/j.cell.2016.07.004 .
  4. Boris N. Kholodenko. Fyrdimensionell organisation av proteinkinassignaleringskaskader: rollerna för diffusion, endocytos och molekylära motorer  // The Journal of Experimental Biology. — 2003-06. - T. 206 , nej. Pt 12 . — S. 2073–2082 . — ISSN 0022-0949 . - doi : 10.1242/jeb.00298 .
  5. Tom Kirchhausen. Avbildning av endocytiska clathrinstrukturer i levande celler  // Trends in Cell Biology. — 2009-11. - T. 19 , nej. 11 . — S. 596–605 . — ISSN 1879-3088 . - doi : 10.1016/j.tcb.2009.09.002 .
  6. Aubrey V. Weigel, Michael M. Tamkun, Diego Krapf. Kvantifiera den dynamiska interaktionen mellan en klatrinbelagd grop och lastmolekyler  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2013-11-26. - T. 110 , nej. 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. Mänsklig immuncellsinriktning av proteinnanopartiklar - caveosfärer  // Nanoskala. — 2016-04-21. - T. 8 , nej. 15 . — S. 8255–8265 . — ISSN 2040-3372 . - doi : 10.1039/c6nr00506c .
  8. Laura Nevola, Andrés Martín-Quirós, Kay Eckelt, Núria Camarero, Sébastien Tosi. Ljusreglerade häftade peptider för att hämma protein-protein-interaktioner involverade i clathrin-medierad endocytos  // Angewandte Chemie (International Ed. på engelska). — 2013-07-22. - T. 52 , nej. 30 . — S. 7704–7708 . — ISSN 1521-3773 . - doi : 10.1002/anie.201303324 .
  9. Andrés Martín-Quirós, Laura Nevola, Kay Eckelt, Sergio Madurga, Pau Gorostiza. Frånvaron av en stabil sekundär struktur är inte en begränsning för fotoväxlingsbara hämmare av β-arrestin/β-Adaptin 2 protein-proteininteraktion  // Kemi & Biologi. — 2015-01-22. - T. 22 , nej. 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. Ljusberoende hämning av clathrin-medierad endocytos i jäst  . - Cellbiologi, 2021-04-01. doi : 10.1101 / 2021.04.01.432428. .
  11. Núria Camarero, Ana Trapero, Ariadna Pérez-Jiménez, Eric Macia, Alexandre Gomila-Juaneda. Korrigering: Photoswitchable dynasoranaloger för att kontrollera endocytos med ljus  // Kemivetenskap. — 2020-09-21. - T. 11 , nej. 35 . - S. 9712 . — ISSN 2041-6520 . doi : 10.1039 / d0sc90189j .