Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 233
Текст из файла (страница 233)
О « д О о а в О. Х х с в с ч в е —. о х Х Пс ч а Ф а х х о с Сс о 'х в 30 Х сс х н Ф Вс Х щ Х О. х а о х д х ст х х д и 3С а Я Я э С Ц3 о о Сс. н о а в с д а о х сс о а х с в Х х н д Х а в х э Ф Я 2 х й с Ф с х д с Ф ,х ю о Ф н Ф Ф х о Х н о х х в 3« Х а ~. в а Д Б в в а в а 30 к Ф х о П с о о % о о а х Е .и х О. Ф о о д а с а о о х о х с в х в а Х О. \ 30 ад а 30 Ф о х 3 В о х д ~ о с с н х д в П3 в к х Я Ф а о о с в о а Ф О в в с Ф с О О в с— О с $ н с н о а д х в х в с о с д к х о о Ф д о о н а В СО о х н х о н а о х х с 30 а 30 в с х о и а о с а х х в в д в ох с н а О. «. 3- Х П3 О Цс Ь П3 в Ф д Я и о х с н Ф о Х Ф а О. н х а в с с Э а в О П3 х х в х ас х х Д сс а д о а о. х .П с « О х Ф с О О Пс в „а о х х х а а о Э « х о О О н ' С О к х Ххе а н Ф а = о ааа н с о о х С 3О онС ~СХФ е а Ф х х Оа ОФО с о с а а с, $д о а Ф О. Х а ц'3 х в с а % ясно 8 «хд О «ч 333 х В 3- а П П3 д с О а с а 3С Я 3Я Ф с а с а Э о П3 й с~а ока хой П3 э а до к С3 Н Н о а с х,с н о -:йЕ ц я а о д н х о а 30 3 н сс в х я в сс с О о с с ах 1154 Часть 1Ч.
Внутренняя организация клетки держивает различия между компартментами. Наконец, в ходе рассмотрения путей, соединяющих аппарат Гольджи, лизосомы, секреторные везикулы и эндосомы, мы обсудим функции этих органелл. 13.1. Молекулярные механизмы мембранного транспорта и поддержания различий между компартментами Везикулярный трюгспорт опосредует непрерывный обмен компонентами между более чем десятью химически различными замкнутыми компартментами, которые вместе образуют биосинтетический секреторный и эндоцитозный пути.
Как при таком непрерывном обмене веществами компартменты способны поддерживать свою уникальность? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала мы должны рассмотреть свойства, определяющие характер каждого компартмента. Прежде всего, это состав внешней мембраны; молекулярные маркеры на цитоплазматической стороне мембраны служат сигналами для входящего транспорта, обеспечивающими слияние только с правильным компартментом.
Однако многие из этих мембранных маркеров характерны для нескольких компартментов, и именно специфическое сочетание маркерных молекул обеспечивает уникальность молекулярного «адреса». Как поддерживаются высокие концентрации этих маркеров в одном компартменте и низкие — в другом? Для ответа на этот вопрос необходимо рассмотреть, как участки мембраны, обогащенные определенным компонентом или лишенные его, отпочковываются от одного компартмента и переносятся в другой.
В приложении 13.1 дан краткий обзор основных биохимических подходов к изучению молекулярного аппарата, принимающего участие в везикулярном транспорте. Мы начнем с обсуждения того, как клетки распределяют белки по разным мембранным доменам путем сборки особого белкового слоя (каймы) на цитоплазматической стороне мембраны. Мы рассмотрим, как эти оболочки образуются, из чего они сделаны и как используются для выделения специфических компонентов из мембраны и их транспорта в другие компартменты. Наконец, мы обсудим, как транспортные везикулы стыкуются и сливаются с соответствующей мембраной- мишенью и доставляют свой груз. 13.1.1. Существует несколько типов окаймленных пузырьков Большинство транспортных везикул образуется из специачизированных окаймленных областей мембран.
Они отшнуровываются в форме окаймленных пузырьков, которые несут на цитоплазматической стороне специфический набор белков. Перед тем как слиться с мембраной-мишенью, они сбрасывают свою оболочку, что необходимо для прямого взаимодействия и слияния двух цитоплазматических поверхностей мембран. Кайма выполняет две основные функции. Во-первых, она концентрирует специфические мембранные белки на специализированном участке, из которого затем образуется мембрана везикулы. Таким образом, она отбирает правильные молекулы для транспортировки. Во-вторых, кайма придает форму образующемуся пузырьку.
Белки каймы собираются в изогнутую, похожую на корзину сетку, которая деформирует участок мембраны и таким образом определяет форму пузырька. Это позволяет обьяснить, почему везикулы с одним типом каймы часто имеют относительно однородную форму и размер. 131, Молекулярные механизмы мея!бранного транспорта 11$$ Существует три подробно охарактеризованных типа окаймленных пузырьков, отличающихся по составу белков: окаймленные клатрином, окаймленные СОР! (Соа1 Ргоге!и Сошр!ех 1 комплекс белков окаймления 1) и окаймленные ГОР!! (рис. (3.4).
На разных этапах транспорта используются разные типы везикул. Окайм ленные клатрином пузырьки, например, опосредуют транспорт из аппарата Гольджи и плазматической мембраны, а окаймленные СОР1 и СОРИ обычно опосредуют транс. порт из ЭР и цистерн Гольджи (рис. 13.5). Однако, разнообразных окаймленных пузырьков, выполняющих различные функции, значительно больше, чем перечислено в этом коротком списке. Как мы обсудим ниже, существует несколько типов клатрино вых пузырьков, каждый из которых специализируется на разных этапах транспорта. Окаймленные СОР1 и СОРИ пузырьки также могут быть разными.
а) кпвтрин б) СОР! в) СОР!! 100 нм Рис. 13 Я. Электронная микрофотография пузырыюв, окаймленных клатрином, СОР! и СОР!!. Электронные микрофотографии представлены в одном масштабе. а) Окаймленные клатрином пузырьки. б) Цистерны Гольдин (сгпрелки) в бесклеточной системе, от которых в пробирке отпочковываются окаймленные СОР! пузырьки. в) Окаймленные СОРИ пузырьки.
(пи б, из С Огс), В. бйск апд !. йотьгпап, Сев 46: 171-184, 1986. С любезного разрешения издатель ва Е!телег; и Скат!ез Ваг)оше и Ее))о Огс! (в).) 13Л,2. Сборка клатриновой оболочки является движущей силой формирования пузырьков Клатрииовые пузырьки, первые идентифицированные окаймленные пузырьки, транспортируют вещества из плазматической мембраны и между эндосомами и аппа.
ратом Гольджн. Окаймленные СОР1-пузырьки и СОРИ-пузырьки транспортируют вещества на ранних этапах секреторного пути: СОРИ-пузырьки отпочковываются от ЭР, а СОР1 пузырьки — от компартмента Гольджи (см. Рис. (3.5). Сначала мы обсудим клатриновые пузырьки, поскольку на их примере хорошо видно, как формируются везикулы. Основным белковым компонентом клатриновых везикул является сам клатрин.
Каждая субъединица белка состоит из трех больших и трех маленьких полипеп тидных цепей, вместе образующих трехлопастную структуру, носящую название трискелион. Клатриновые трискелионы собираются в похожую на корзинку выпуклую сеть шестиугольников и пятиугольников, образующую окаймленную ямку на цитоплазматической поверхности мембраны (рис. 13.6). В подходящих условиях изолированные трискелионы в пробирке самопроизвольно собираются в характерные 11бО Часть 1Ч.
Внутренняя органиэация клетки Существует несколько типов адаптерных белков. Наиболее полно охарактеризованы белки, состоящие из четырех разных белковых субъединиц; другие представляют собой одноцепочечные белки. Каждый тип адаптерных белков специфичен к определенному набору рецепторов груза, и их использование приводит к формированию различных клатриновых пузырьков. Клатриновые пузырьки, отшнуровываюшиеся от различных мембран, используют различные адаптерные белки и, следовательно, несут различные рецепторы и молекулы груза.
Последовательная сборка адаптерных комплексов и клатриновой оболочки на цитоплазматической поверхности мембраны создает силы, приводящие к образованию клатриновых пузырьков. Латеральные взаимодействия между адаптерными комплексами и молекулами клатрина способствуют обраюванию везикулы. 13.1.3. Не асе оболочки образуют корзиноподобную структуру Не все оболочки такие же упорядоченные и универсальные, как клатриновые и СОР. Некоторые оболочки, скорее, представляют собой специализированные белковые комплексы, формирующие специфичные к определенным грузам «бляшки». Примером является ретромер, который собирается на эндосомах и образует везикулы, которые возвращают рецепторы кислых гидролаз, например рецептор маннозо-б-фосфата, в аппарат Гольджи (рис. 13.9).
Позже мы рассмотрим роль этих рецепторов в доставке белков в новые лизосомы. Ретромер — это мультибелковый комплекс, который собирается на мембранах эндосом, только когда: 1) он способен связаться с цитоплазматическими хвостами рецепторов груза, 2) он может напрямую взаимодействовать с изогнутым фосфолипидным бислоем, и 3) он может связаться со специфическим фосфорилированным фосфатидилинозитольным липидом (фосфоинозитидом), который, как мы обсудим ниже, служит маркером эндосом.
Поскольку эти три условия должны выполняться одновременно, предполагается, что ретромер служит детектором совпадений и собирается только в правильное время и в правильном месте, После связывания в форме димера он стабилизирует изгиб мембраны, что увеличивает вероятность связывания рядом дополнительных ретромеров. Затем кооперативная сборка ретромеров приводит к образованию и отшнуровыванию транспортного пузырька, который доставляет свой груз в аппарат Гольджи. Адаптерные белки, присутствующие в клатриновых оболочках, также связываются с фосфоинозитидами, которые не только играют важную роль в управлении тем, когда и где оболочки собираются в клетке, но также более широко используются в качестве молекулярных маркеров компартментов, что способствует регуляции внутриклеточного транспорта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
