Интернализация макромолекул и макромолекулярных комплексов

проникновение в клетку многих белковых гормонов, используется вирусами.

В процессе рецептивного эндоцитоза выделяют следующие стадии:

Распознавание белковой молекулы (лиганда) рецептором;

Формирование лиганд-рецепторного комплекса;

Образование «опушенной» ямки (coated pit);

Образование «опушенного» пузырька  (coated vesicle);

Отделение опушенного пузырька от плазмалеммы;

Формирование эндоцитозного пузырька;

Перенос лиганд-рецепторного комплекса в раннюю эндосому;

Процессинг лиганд-рецепторного комплекса, сортировка.

Клатрин – фибриллярный белок цитозоля, состоящий из трех ветвей, расположенных под определенным углом друг к другу, и способный к самосборке с формированием корзинковидных структур.

Ранняя эндосома – конечная точка транспорта макромолекул и место, где начинает реализовываться их «программа». Ранние эндосомы существуют в клетке, и являются частью эндосомально-лизосомальной системы. Назначение ранних эндосом – диссоциация лиганд-рецепторного комплекса и сортировка рецепторов, которая обеспечивается кислым рН. В ранней эндосоме нет гидролаз. Маркеры ранних эндосом:

-  Early Endosome Associated Protein (EEA-1)

-   Rabaptin-5

-   рН=5,9-6.     

Клатрин-опосредованный транспорт обеспечивает сортировку и доставку молекул  между мембранными компартментами: от аппарата Гольджи клатриновые пузырьки переносят кислые гидролазы в ранние эндосомы, которые с этого момента становятся поздними эндосомами. С другой стороны, клатриновые пузырьки в процессе эндоцитоза переносят участки плазмалеммы в цитоплазму, где они сливаются с мембраной ранних эндосом. Кроме интернализации макромолекул, в процессе эндоцитоза осуществляется обновление плазматической мембраны.

В поздней эндосоме величина рН снижается до 5. «Опушенные» пузырьки из АГ приносят в позднюю эндосому гидролазы, и она становится органоидом, способным разрушать молекулы белков и липидов. В соответствии с существующими представлениями, поздняя эндосома может называться лизосомой, однако, выделяют именно стадию поздней эндосомы, чтобы обозначить процесс наполнения органоида гидролазами. Поздние эндосомы принимают кислые гидролазы, и возвращают рецептор маннозо-6-фосфата в аппарат Гольджи. Как только последние рецепторы возвращены – поздняя эндосома становится лизосомой. Т.е., лизосома – структура, прекратившая прием новых порций гидролаз. Маркеры поздних эндосом:

1.  Rabaptin-7

2.  Lysobisphosphatidic acid (LBPA)

3.  MPR+ Рецептор маннозо-6-фосфата

Маркеры лизосом:

-  LAMPs+ (lysosomal associated membrane proteins)

-  acid hydrolases (кислые гидролазы) 

-  MPR negative (рецептор маннозо-6-фосфата)

-  NPC1 (in normal cells)

Таким образом, в клетке существует несколько структур, входящих в лизосомально-эндосомальную систему, с четко разграниченными функциями и маркерами. Получается, что ранняя эндосома постепенно превращается в лизосому. Полагают, что от ранней эндосомы отделяется пузырек с белками, подлежащими деградации, и уже этот пузырек принимает гидролазы и  превращается в позднюю эндосому. Т.е., ранняя эндосома проводит сортировку белков и направляет часть из них на разрушение и утилизацию.

Могут ли «опушенные» пузырьки связывать только один лиганд, или несколько? Такая ситуация может быть при стимуляции клетки двумя гормонами. Эта задача была блестяще решена методами цитохимии с использованием разных меток, было показано, что в одном пузырьке могут интернализоваться разные лиганды. 

Рецептивный эндоцитоз имеет продолжительность до 7 – 8 минут и существует во всех типах клеток. Переносятся частицы размером до 0,2-0,25 мкм (белковые молекулы, вирусы).  Эндоцитоз, с последующей сортировкой – один из вариантов управления потоком информации. Важен возврат рецепторов в плазмалемму после сортировки.

Вирусы – прекрасная модель для изучения транспорта макромолекул в клетку. Они эффективно используют клеточные механизмы для своего размножения, и в данном случае – доставку внутрь клетки путем рецептивного эндоцитоза. Многие вирусы «раздеваются» в эндосоме, а кислый рН используют для слияния вирусной оболочки с мембраной эндосомы, высвобождая геном в цитоплазму.

Кроме рецептивного эндоцитоза существуют другие морфологически