Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 247
Текст из файла (страница 247)
е. несколько сотен оборотов за 20-часовое время его жизни. процесс называется моггоубиквитииироваиием или мультиубиквитинированием соответственно. Убиквитин связывающие белки узнают присоединенный убиквитин и способствуют направлению модифицированных рецепторов в клатриновые ямки. После доставки в эпдосому другие убиквитин связывающие белки узнают убиквитин и опосредуют этапы сортировки. Т 3.4.7. На пути и поздние зндосомы образуются мультиаезикулярньзе тельца Как отмечено ранее, многие зидоцитированные молекулы переносятся из раннего эндосомального компарт мента в поздний.
В ходе этого процесса ранние эндосомы медленно мигрирукгт вдоль микротрубочек вглубь клетки, по пути отщнуровывая мембранные трубочки и пузырьки, возвращающие вещество в плазматическую мембрану и ТСГ. Одновременно в мембране, окружающей мигрируюпще эндосомы, образуются инвагинации, отпочковывакнциеся с образованием внутренних везикул; ЭНДОЦИТОЗ окаймленнаят . ПОТЕРЯ ОБОЛОЧКИ окаймленный пузырек „, ая лчзх ВОЗВРАТ %31 РЕЦЕП ОРОВ СО~.. В ПЛАЗМАТИЧЕСКУЮ МЕМБРАНУ ОТШНУРОВЫВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ /- ПУЗЫРЬКОВ 1220,. Часть 1К Внутренняя органиэацня Кпетки Рис. 13.54. Сортировка мембранных белков в зндоцитозном пути.
Рецепторы трансферрина опосредуют захват железа и циркулируют между эндосомами и плазматической мембраной. С другой стороны, активированныеопиоидныерецепторы даун-регулируются зндоцитозом и деградируют в лизосомах; они активируются опиатами, например морфином и героином, а также эндогенными пептидами энкефалинами и эндорфинами. Эндоцитоз обоих рециркупирующая типов рецепторов начинается в клаэндосома триновых ямках. Затем рецепторы доставляются в ранние эндосомы, где их пути расходятся: рецепторы трансферрина отсортировываются а рециркулирующие зндосомы, а опиоидные рецепторы — в поздние эндосомы.
На микрофотографии видны оба типа рецепторов, ме- 10 мкм ченных разными флуоресцентными красителями, через ЗО минут после зндоцитоза )рецепторы трансферрина помечены красным, опиоидные рецепторы — зеленым). Некоторые ранние эндосомы все еще содержат оба типа рецепторов и кажутся желтьхии за счет перекрывания красного и зеленого цветов флуоресцентных красителей. Ре циркулирующие н поздние эндасомы селенги вне обогащены либо трансферриновыми, либо опиоидными рецепторами соответственно и поэтому видны как зеленые и красные структуры.
(С любезного разрешения Маг)г чоп Еазтгоиг.) поздняя эндосома такие эндосомы называются мультивеэикулярными тельцами (рнс. 13.33). Мульти везикулярные тельца в конце концов сливаются с поздним зндосомальным компар тментом или друг с другом и становятся поздними зндосомами. В конце этого пути поздние эндосомы превращаются в зндолизосомы н лизосомы в результате их слияния с уже существукяцими лиэосомами и постепенного эакисления (рис. 13.36). мупьтиввзикупярные тельца Мультивеэикулярные тельца несут эндоци тированные мембранные белки, предназначенные для деградации.
В качестве этапа процесса сортиров ки белков рецепторы, направленные на деградацию, например описанные ранее рецепторы ЕС)т, селек тивно отбираются в инвагинации мембраны муль. тивеэикулярных телец. таким образом, рецепторы и любые крепко связанные с ними сигнальные белки становятся доступны гидролитическим ферментам, которые пх расщепят(рис. 13.37). Помимо эндоци Рис. 13.55.
Электронная микрофотография мультивезикуляр- ного тельца в растительной клетке. Значительная часть вну- тренней мембраны будет доставлена в вакуоль, растительный эквивалент лизосомы, для деградации. стопка Гопьджи 134гТраНСПОрт ВКпатКу Ка ОлаэыаТНЧВСКОЙ МВМбраНЫГЭНдвцНТОЗ 1221 ' плвзмвтическвя мембрана рис. 13.56. Этапы эндоцитозного пути из плвэматической мембраны в лизосомы. Созревание ранних зндосом до поздних происходит через образование мультивезикулярных телец, содержащих большое количество инвэгинэций мембраны и внутренних везикул (откудэ и происходит их название]. Мультивезикулярные тельца движутся внутрь клетки вдоль микротрубочек, непрерывно отпочкавывзя транспортные пузырьки, возвращающие компоненты в плззмзтическую мембрану.
Они пооепенно превращаются в поздние эндосомы зэ счет слияния с друг с другом или уже сущепвующими поздними зндосомэми. Поздние эндосомы перестают отправлять пузырьки в плззмзтическую мембрану. Ч~ С горе но.сеть Гольдин мультивезикупярное тельце микротрубочкв ТРАНСПОРТ ПРИ ПОМОЩИ МИКРОТРУБОЧЕК поздняя 4,'ф~ эндосоме '~ ' — гЬ тированных мембранных белков, ижюоме мультивезикулярные тельца со держат растворимые компонеьпы ранних эндосом, предназначен лизосомв ные в поздние эндосомы и для переваривания в лиюсомах.
Сортировка во внутренние везикулы мультивезикулярных телец требует один нли несколько убиквитнновых маркеров, которые добавляются к цитоплазматическим доменам мембранных белков. Эти маркеры сначала спосогтствуют направлению белков в клатриновые пузырьки. После доставки в мембрану эндосомы убиквитиновые метки снова распознаются, в этот раз набором цнтоплазматических белковых комплексов, носящих название ЕБСКТ О, Е П и 1П (Епбозоша1 Яогйпй Сошр1ех Вес)шгес1 1ог Тгапзрог( — эндосомальный комплекс сортировки, необходимый для транспорта).
ЕЯСКТ связываются последовательно, передавая убиквитинированный груз от одного комплекса другому, и в конечном счете опосредуют процесс сортировки во внутренние везикулы мультивезикулярных телец (рис. 13.38). Инвагинация мембраны в мультивезикулярные тельца также зависит от липидкиназы, фосфорилирующей фосфатидилинозитол с образованием РН3)Р, который служит дополнительным сай том докннга комплексов ЕЯСКТ; для связывания этих комплексов с эндосомальной мембраной необходимо присутствие Р1(3)Р и убиквитинированных белков груза. Вторая Р1 киназа добавляет к Р1(3)Р еще одну фосфатную группу с образованием Р1(3,3)Р, необходимого для образования на мембране крупных мультимерных агрегатов ЕВСКТ П1.
Неизвестно, как сборка комплексов ЕВСКТ-1П способствует процессам инвагинации и отшнуровывания, в результате которых образуются внутренние мембраны, но сами ЕВСКТ П1 не являются чагтькт инвагинапий мембраны. Мутантным клеткам, в которых нарушена функция ЕЯСКТ, свойственны дефекты сигнализации. В таких клетках активированные рецепторы не могут да ун регулироваться зндоцитозом н упаковываться в мультивезикулярные тельца.
В результате они опосредуют пролонгированную сигнализацию, что может привести к неконтролируемой пролиферации клеток и раку. 1222 Частью.9йуфйнйтичйргбнивацияклетки ранняя эндосома Рис. 13.б7. Разделение эндоцитированных белков во внутренних мембранах мультивезикулярньм телец. В конце концов, протеазы и липазы в лизосомах переваривают все образовавшиеся путем инвагинации внутренние мембраны мультивезикулярных телец Процессы инвагинации необходимы для достижения полного переваривания зндоцитированных мембранных белков: поскольку внешняя мембрана мультивезикулярного тельца сливается с лнзосомальной мембраной, лизосомальные гидролазы не способны переварить цнтоплазматические домены эндоцитированных трансмембранных белков, например, показанного здесь рецептора ВЗЕ, если белок не локализован во внутренней везикуле.
убиквитин г ВЖИМДНИЕ (изоляция) парное пизосомная пипаза позд Аппарат комплексов ЕБСКТ, опосредующий внутреннее отпочковывание эндосомальной мембраны с образованием мультивезикулярных телец, также используется ВИЧ, эбо лой и другими капсульными вирусами для отшнуровывания от плазматической мембраны во внеклеточное про. странство. Эти процессы топологически эквивалентны, поскольку в обоих проис. ходит отпочковывание в направлении от цитоплаэматической поверхности мембраны (рис.
13,59). лизосома Некоторые рецепторы на поверхности поляризованных эпителиальных клеток переносят определенные молекулы из одного внеклеточного пространства в другое путем трансцитоза (рис. 13.6О). Эти рецепторы эндоцитируются и затем идут по пути из эндосом в другой домен плазматической мембраны (см. рис. 13.52). Новорожденные крысы, например, получают антитела (защищающие их от инфекций) из материнского молока путем их транспорта через эпителий кишечника. Просвет кишечника закислен, и благодаря такому низкому РН антитела из молока связываются с рецепторами на апикальной (абсорбирующей) поверхности щште лиальных клеток кишечника.
Эти комплексы рецептор антитело интернализуются через клатриновые ямки и везикулы и доставляются в ранние эндосомы. Комплексы не распадаются и улавливаются в транспортные пузырьки, отпочковывающиеся от ранних эндосом и затем сливающиеся с базолатеральным доменом плазматической мембраны. Под действием нейтрального рН внеклеточной жидкости, омывающей базолатеральную поверхность клетки, антитела в конце концов диссоциируют от рецепторов и входят в кровь новорожденного. Трансцитозный путь из ранней эндосомы в плазматическую мембрану не является прямым. Рецепторы сначала переносятся из ранней эндосомы в промежуточный ТЗ.д; ЗраНСНОрт В КЙВТКЗГтИЗ ННЙЗНВТНЧЕСНОЙАЗЕМОраНЫ1 ЙНдОЗЙЗНЗВ 1223 ЕВСЙТ-И ЕВОЙТ411 ЕВСЙТ-Йг ы цитозопь мембрана эндосомы Р11з, 1Р, % РКЗ1Р переносимое вещество Рис.
13.5В. Сортировка эндоцитированнык мембранных белков во внутренние везикулы муяьтивезикулярного тельца. В ходе последовательных сложных событий связывания убиквитинированные белки груза переходят от одного комплекса Е5СЯТ к другому. В конце концов онн накапливаются в областях мембраны, отпочковывающнхся в направлении от цитозоля в люмен эндосомы с образованием внутренних мембранных везикул мультивезикулярного тельца. Комплексы ЕЗСНТ растворимы в цитозоле н рекрутируются к мембране по мере надобности. Сначала Е5СНТ О связывает убик витин, присоединенный к белку груза и головной группе Р1131Р.
Е5СЯТ-О диссоциирует от мембраны, передавая убиквитированный белок нэ комплекс Е5СЯТ-1; затем Е5СЯТ-1 диссоциирует, передавая белок нэ комплекс Е5СЙТ-П; наконец Е5СЯТ-И диссоциирует, и на мембране собираются комплексы Е5СЙТ-111. В отличие от Е5СЯТ-О, -1 и 41, Е5СЯТ-111 не связывается с убиквитинированным грузом напрямую. Вместо этого, он собирается в крупные мультимерные структуры, которые, по-видимому, удерживают молекулы груза в специализированных областях мембраны. Происходит инеагинация этих областей, и компоненты Е5СНТ остаются на поверхности эндосомы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
