Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 246
Текст из файла (страница 246)
Где-то через минуту индикаторная молекула оказывается в ранних эидосомах прямо под плазматической мембраной. Через 5 — !5 минут она переносится в поздние эидосомы, расположенные вблизи аппарата Гольджи и ядра. Ранние и поздние эндосомы различаются по своему белковому составу. Например, переход из ранних эндосом в поздние сопровождается высвобождением ВаЬ5 и связыванием йаЬ7. Как отмечено ранее, вакуолярная Н'-АТРаза в эндосомальной мембране, накачивающая Н' из цитозоля в эндосомы, поддерживает кислый рН (-6) люмена эндосом.
В общем случае поздние зндосомы сильнее закислены, чем ранние. Такой градиент кислой среды играет ключевую роль в функционировании этих органелл. Мы уже видели, как эндоцитированные вещества смешиваются в ранних эндосомах с новосинтезированными кислыми гидролазами и в конце концов деградируют в лизосомах.
Однако многие молекулы специфично направляются прочь от этого пути к разрушению. Вместо этого, они рециркулируют в транспортных пузырьках 13.4. Транспорт в клетку из ппаэматической мембраны: эидоцитоз 1217 из ранних эндосом обратно в плазматическую мембрану. Только молекулы, которые не удаляются из зндосом таким способом, доставляются в лизосомы для деградации, Несмотря на то что переваривание может начаться в ранних эндосомах, многие гидролазы синтезируются и доставляются туда в форме протоферментов, носящих название зичогенов.
Зимогены содержат на Ы-конце дополнительные ингибиторные домены, делающие гидролазы неактивными до тех пор, пока эти домены не будут протеолитически удалены. Гидролазы активируются, когда поздние эндосомы становятся эндолизосомами в результате слияния с уже существующими лизосомами, содержащими полный набор активных гидролаз, отщепляющих ингибнторные домены от новосинтезированных ферментов. Более того, рН в ранних эндосомах недостаточно низок для оптимальной активации лизосомальных гидролаз. Таким образом, клетки способны захватывать из ранних эндосом большую часть мембранных белков и возвращать их обратно в плазматическую мембрану.
13.4.б. Определенные белки возвращаются из ранних эндосом в плазматическую мембрану Ранние эндосомы образуют компартмент, служащий основной сортировочной станцией эндоцитозного пути, так же как кис- и транс-сети Гольджи выполняют эту функцию в биосинтетическом секреторном пути. В слегка кислой среде ранней эндосомы многие интернализированные рецепторные белки меняют свою конформацию и высвобождают ли.анды, как уже описано для рецепторов М6Р. Эти эндоцитированные лиганды, диссоциирующие от своих рецепторов в ранних эндосомах, обычно направляются на разрушение в лизосомах, наравне с другим растворимым содержимым эндосомы. Однако некоторые другие эндоцитированные лиганды остаются связанными с рецепторами и, следовательно, разделяют их судьбу. Судьба рецепторов и оставшихся связанными с ними лигандов зависит от специфического типа рецептора.
(1) Большинство рецепторов рециркулирует и возвращается в тот же домен плазматической мембраны, откуда они пришли; (2) некоторые отправляются в другой домен плазматической мембраны, опосредуя таким образом трансцитоэ; (3) некоторые направляются в лизосомы, где происходит их деградация (рис. 13.52). Рецептор (.РГ. идет по первому пути. В ранней эндосоме он диссоциирует от своего лиганда, 1Р1., и возвращается обратно в плазматическую мембрану для повторного использования, а свободные 1.Р1 переносятся в лизосомы (рис. 13.53). Рециркулируюшие транспортные пузырьки отпочковываются от длинных, узких трубочек, отходящих от ранних эндосом.
Вероятно, геометрия этих трубочек способствует процессу сортировки; поскольку в трубочках площадь мембраны велика по сравнению с объемом, мембранные белки преобладают над растворимыми. Транспортные пузырьки, возвращающие вещество в плазматическую мембрану, начинают отпочковываться от трубочек, но трубчатые участки ранних эндосом также отшнуровываются и сливаются друг с другом с образованием реииркулируюи1их эндосом, служащих промежуточной станцией между ранними эндосомами и плагматической мембраной. Этот путь рециркуляции работает непрерывно, компенсируя постоянный эндоцитоз плазматической мембраны.
Путь рециркуляции рецептора транеферрииа похож на путь рецептора 1 Р1, но, в отличие от рецептора (.Р1., он также возвращает в плазматическую мембрану лиганд. Трансферрин — это растворимый белок, переносящий в крови железо. Поверхностные рецепторы трасферрина доставляют трансферрин вместе со связанным 1_#_8 ' Часта М. Внутренняя органиэа Чин клетки Рис. 13.б2. Возможные судьбы эндоцитированных трансмембранных рецепторных белков. Показаны три пути из эндосомал ьн ого ком па ртмента в эпителиальной клетке. Захваченные рецепторы возвращаются (1) в тот же домен плазматической мембраны, из которого они пришли (рециркуляция), или (2) в другой домен плазматической мембраны (тронсцотоз).
(3) Рецепторы, которые специфически не улавливаются из эндосом, идут по пути из эндосомального комп артмента в ли ассом ы, где они деградируют (деграг)опия). Образование в эндосомальной мембране олигомерных агрегатов может быть одним из сигналов, направляющих рецепторы на путь деградации. Если лиганд, эндоцитированный вместе с рецепторам, в кислой среде эндосом остается связанным, он идет по тому же пути, что и его рецептор; в противном случае он доставляется в лизосомы, беввзатараяьйый дрМьняпвгивзцвегхийгмеибрдйы железом в ранние эндосомы путем рецептор опосредованного эндоцитоза.
Низкий рН эндосом заставляет транс феррин высвободить связанное железо, но сам белок (называющнйся апотранс феррином) остается связанным с рецептором. Комплекс рецептор апотрансферрин входит в трубчатые отростки ранней зндосомы и оттуда рециркулирует обратно в плазматическую мембрану (рнс. 13.54). Когда анотрансферрин возвращается в нейтральный рН внеклеточной жидкости, он диссоциирует от своего рецептора и, следовательно, может опять связать железо и начать новый цикл.
Таким об разом, трансферрин перемешается между внеклеточной жидкостью и эндосомаль ным компартментом, избегая лизосом и доставляя железо, необходимое для роста и дифференциации, внутрь клетки. Второй путь, по которому могут пойти эндоцитиров;шные рецепторы из эндосом, свойственен многим сигнальным рецепторам, включая опиоидные рецепторы (см. рис. 13.54) и рецептор, связывающий эпидермальный фактор роста (ЕрЫеппа! Сготу1)з Гас(ог, ЕСГ).
Е('Г -- это маленький внеклеточный сигнальный белок, стимулирующий деление зпидермальных и некоторых других клеток. В отличие от рецепторов ) 1)), рецепторы ЕСгГ накапливаются в клатриновых ямках только после связывания с ЕС Г, и большинство из них не рециркулируют и деградируют в лизосо мах вместе с поглощенным ЕС Г. Таким образом, связывание ЕС Г сначала активирует внутриклеточные пути сигнализации, а затем приводит к снижению концентрации рецепторов ЕСГ на поверхности клетки. Этот процесс, уменьшающий последующую чувствительность к ЕСГ, называется даун регуляцией (см.
рис. 15.29). Клатрин зависимый рецептор опосредованный зндоцитоз строго регулируется. Сначала рецепторы ковалентно модифицируются маленьким белком убиквитином. Но, в отличие от ггилиубиквитинирования, прн котором добавляется цепочка убиквитинов, обычно направляющая белок на деградацию в протеасомах (см.
главу 6), при маркировании убиквитином для сортировки в клатрин зависимый эндоцитозный путь к белку добавляется одна или несколько единичных молекул убиквитина. Этот . ТЗФ. ТРЕНСПОРТ В КНЕтКУ ИзпнагзватИЧЕСКОй МЕМбРайЫ: ЗНДОЦИтОЗ 1219 цх ' .Рвцвлторысоь . ппамзапз еаа мембране .: ЦИТОЗОЛЬ слияние С ЭНДОСОМОЙ ранняя з свободный холестерин гид>пиитические ферменты лизосома Рис. 13 53. Рецептор-опосредоеанный зндоцитоз соц Обратите внимание, что 101 диссоциируют от своих рецепторов в кислой среде ранних эндосом.
Через несколько этапов (показанных на рис. 13.5б) Сос оказываются в лиэосомах, где они деградируют с высвобождением свободного холесгери на. Рецепторы 'спс наоборот, возвращаются в плазматическую мембрану в клатриновых транспортных пузырьках, отпочковывающихся от трубчатой части ранней зндосомы, как показано. для наглядности показан только один рецептор соЦ входящий в клетку и возвращающийся в плазматическую мембрану. Вне зависимости оттого, занят он или нет, рецептор 10с обычно совершает одно путешествие в клетку и обратно в плазматическую мембрану каждые 10 минут, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
