Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 243
Текст из файла (страница 243)
о Е~ х л с сл а Ф чЕ 3 О в СС Кс ОЬ о о х а х $ Я О. Ф 0 Ф с Ф ахов сс» ' с» Бас $ в 14 Ф и Ф а оо а эс "О л х х л х 3 с СО о и Оо х пс о и с х с с- П О $ Е Сц а ф $ з О х .О и х о О. и х х с о йо ~о. .о $ ,х $а с х ха :-з ~ $ я а О И Ф Я О Ф Ф л 5 О. о о » о о. а «О Я В а О. О. Я Ф \ а Н а о Пс а О ц о л Ф о »0 'о О Ф с о о 2 в СО а в Ов а в о а х д О СО 1 а СО л а х о о о. х в ч о а о с пс . й 0 О о и х в с » а .О Ф х сн а с Ф а о Ф о с вв со а Ч о о с Я х х .О С а Пс Ф н о л х ч В В О а Ф в С- О" о о а Ф Я а с о х Ф а Я а О. ПС '" ао х о х ч о » В Х аа а О. В о х х ч В Х о В и х В О.
с Ь и Д х е е ОП и х Ф о Е~ с Ф В ОО а Я о с О х х а х р о Ф ~ о а Ф в а 5 о о и с х В Х О х а с О с а х Ф о х а .л о Ф о Ф н о ч о д й о О. х ч д 0 х с л О с о с с й о О. о В в О. н о ч х Я х $ о Ф с В а с В О. с в $ с«- о » т 1266 ЧастьйГ.'йиУчУРенйииг оРзайнааЦИЯ клетки лиэосомвльная пиропаза а--„. И-связанный опигосахарид с концевым остатком мвнноэы СВЯЗЫВАНИЕ СИГНАЛЬНОГО УЧАСТКА С САЙТОМ УЗНАВАНИЯ ПЕРЕНОС 61сМАс сигнальный гт< 00Р-6<СЫАс СВЯЗЫВАНИЕ С КАТАЛИТИЧЕСКИМ САЙТОМ ь ч саит квтвпитическии саят узнавания ВЫСВОБОЖДЕНИЕ Рис. 13.45.
Узнавание лизосомвльной гидролвзы. Фермент 61силс-фосфотрансферазз, узнающая лизосомальные гидролазы в аппарате Гольджи, несет каталитический сайт и сзйт узнавания. Каталитический сайт связывает обогащенные маннозой ЛГ-связанные олигосахзриды и 00Р-61сндс. Сайт узнавания связывает сигнальную последовательность, присутствующую только нв поверхности лнзосомальных гидролзз. Второй фермент отщепляет 61<НАс, оставляя МБР открытым. лиэосомвпьная мдропаэв с присоединенной к 61сМАс маннозой в олигосахариде ! удвоение 61сМАс госахаридов, сигнал добавления групп Мбр к олиг<тгахаридам должен располагаться где то в полнпептидной цепи гидролазы. Эксперименты по генетической инженерии показали, что сигнал узнавания представляет собой кластер соседних аминокислот на поверхности каждого белка.
Этот кластер называется гизнальным участком. Реакцию присоединения М6Р к лизосомальным гидролазам каталнзируют два фермента, действующих последовательно. Первый — зто ИГХАГ фосфотрансфераза в Лис сети Гольджи, которая специфически связывает гидролазы и добавляет 01сНАс ф<кфат к одному или двум остаткам маннозы на каждой олигосахаридной цепи (рис. 13А5). Затем второй фермент в тринг сети Гольджи отщепляет остаток С!сНАс, оставляя новообразованный маркер М6Р. Поскольку Гюльшинство лизо гомальных гидролаз содержит множество олигосахаридов, они приобретают много остатков М6Р. Следовательно, создается высокое сродство рецептора М6Р к маркеру. 13.3.8.
Нарушения за1сйдс-фосфотрансферазы вызывают у людей лизосойаальньзе бОлезни наиОлления Генетические нарушения, затрагивающие одну или несколько лизосомальных гидролаз, вызывают несколько лизосомальиых болезней накопления человека. Нарушения вызывают накопление в лизосомах непереваренных субстратов, что приводит к тяжелым патологическим последствиям, чаще всего в нервной системе.
13.3. Транспорт из транс-сети Гольджи в лизосомы 1207 В большинстве случаев причиной служит мутация в структурном гене, кодируюшем отдельную лизосомальную гидролазу. Это происходит, например, при синдроме Хутлера, когда фермент, необходимый для расщепления определенных типов глюкозаминогликановых цепей, нарушен или отсутствует. Однако наиболее тяжелой лизосомальной болезнью хранения является очень редкое заболевание, носящее название болезни клеточных включений И-клеточная болезнь, от шс!пгйоп — включение).
При этом заболевании отсутствуют почти все гидролитические ферменты лизосом или фибробластов, и их непереваренные субстраты накапливаются в лизосомах, что впоследствии приводит к образованию в клетках пациентов ыключений. 1-клеточная болезнь вызывается нарушением единственного гена и, как и большинство генетических синдромов недостаточности, является рецессивной, т.е. проявляется только у тех людей, у которых обе копии гена дефектны. У пациентов с болезнью клеточных включений все отсутствующие в лизосомах гидролазы находятся в крови. Поскольку гидролазы не могут быть правильно отсортированы в аппарате Гольджи, они секретируются, а не транспортируются в лизосомы. Ошибка сортировки выявляют дефектную или находящуюся в недостатке 01с)<1Ас-фосфотрансферазу.
Поскольку лизосомальные белки не фосфорилируются в цис-сети Гольджи, рецепторы М6Р в ТСГ не отбирают их в специализированные транспортные везикулы. Вместо этого, лизосомальные гидролазы переносятся на поверхность клеток и по умолчанию секретируются. При болезни клеточных включений лизосомы некоторых типов клеток, например гепатоцитов, содержат нормальный набор лизосомальных ферментов. Это указывает на то, что существует другой путь направления гилролаз в лизосомы, используемый в одних типах клеток, но пе в других. Природа этого МбР-независимого пути неизвестна. Точно так же Мбр-независимый путь во всех клетках отбирает в ТСГ мембранные белки лиз<ком для транспорта в поздние эндосомы, и поэтому эти белки при 1-клеточной болезни нормальны.
Эти мембранные белки выходят из ТСГ в клатриновых пузырьках, отличающихся от пузырьков, транспортирующих помеченные МбР гидролазы, и несут другие адаптерные белки. Непонятно, почему клеткам требуется больше одного пути сортировки для сборки лизосом, хотя неудивительно, что для растворимых и мембраносвязшшых лизосомальных белков работают разные механизмы, особенно если учесть, что эти мембранные белки, в отличие от рецепторов М6Р, являются резидентными белками лизосом и не должны быть возвращены в ТСГ. 13.3.9.
Некоторые пизосозяы претерпевают зкзоцитоз Направление вещества в лизосомы пе обязательно является концом пути. Лизосомальная секреция непереваренного содержимого позволяет всем клеткам избавляться от неперевариваемых отходов. Для большинства клеток это, видимо, является второстепенным механизмом, используемым только при стрессе. Однако некоторые типы клеток содержат специализированные лизосомы, приобретшие необходимую для слияния с плазматической мембраной машинерию.
Меланоциты кожи, например, в лизосомах синтезируют и запасают пигменты. Такие пигмент- содержащие меланосомы высвобождают свой пигмент во внеклеточное пространство эпидермиса путем экзоцитоза. Затем пигмент захватывается кератиноцитами, что приводит к нормальной пигментации кожи. При некоторых генетических заболеваниях нарушения экзоцитоза меланосом блокируют процесс переноса, что приводит к гипопигментации (альбинизму). (Жа Частй>)),'Внут)>анния оргайиэации клетки Лизосомы специализируются на внутриклеточном переваривании макро- молекул.
Они содержат уникальные мембранные белки и широкий спектр рас творимых гидролитических ферментов, которые лучше всего работают при РН >, т. е. при внутреннем РН лизосом. г(ТР зависимый Н насос в мембране лизосом поддерживает низкий РН. Новосинтезированные лизосомальные белки переходят в люмен ЭР, транспортируются через аппарат Гольджи, а затем переносятся в клатриновых транспортных пузырьках из транс.
сети Гольджи в поздние эндосомы. Лизосомальные гидролазы содержат )ч.связанные олигосахариды, которые уникальным образом ковалентно модифицируются в цис сет<г Гольджи таким об ризом, что их остатки маннозы фосфорчлируются. Эти маннозо 6-фосфатные (Мбр) группы узнаются белком рецептором Мбр, который отбирает гидролазы и упаковывает их в отпочковываю<циеся транспортные везикулы, доставляющие свое содержимое в эндосомы. Рецепторы Мбр циркулируют между транс сетью Гольджи и этими эндосомами. Низкий РН эндосом и удаление фосфата с группы Мбр вызывает диссоциацию лизосомальных гидролаз от рецепторов, что делает транспорт гидролаз однонаправленным. В отдельной транспортной сисгпеме доставки резидентных лизосомальных мембранных белков из транс сети Голы)жи используются клатриновые пузырьки. Пути, ведущие внутрь с поверх ности клетки в лизосомы, начинаются с процесса эндоцитоза, с помощью кото рого клетки захватывают макромолекулы и диспергируют вещества, а в особых случаях даже целые клетки.
В ходе это го процесса поглощаемое вещество постепенно окружается небольшим участ. ком плазматической мембраны, которая сначала изгибаегся, а затем отшнуровы вается с образованием эн<)оци>позного пузырька, содержащего поглощенное вещество или частицу. Различают два основных вида эндоцитоза в зависимости от размера образовывающихся эндоцитозных пузырьков. При фагоцитозе (от греч. «Фагос» — пожирать и «цитос»вЂ” клетка) захватываются крупные частицы в составе больших пузырьков, носящих название фагосом (обычно > 250 нм в диаметре).
При пиноцитозе (от греч. «пинос» — пить и «цитос» — клетка) по- вещества в маленьких пиноцитозных пузырь- глощаются жидкости и растворенные 13.4> Транспорт а клетку из 'ппазиатичаской иембраиыгзндоцатоз 1269 ках (около 100 нм в диаметре). Большинство эукариотических клеток непрерывно поглощают жидкости и растворенные в них вещества путем пиноцитоза; крупные частицы наиболее эффективно захватываются специализированными фагоцитирующими клетками. 13.4.1. Специализированные фагоцитиру>ощие клетки способны поглощать ирупнь>е частиць> Фагоцитоз — это особая форма эндоцитоза, при кото)юй клетки используют крупные эндоцитозные пузырьки — фагосомы — для поглощения больших частиц, например микроорганизмов и мертвых клеток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
