Система эндосом

Лекция 5.

Эндоцитоз – интернализация различных лигандов, внеклеточной жидкости и фрагментов мембран посредством мембранных пузырьков. В «типичной» клетке млекопитающих 50-180% площади плазматической мембраны обновляется за час путем эндоцитоза. Макрофаг интернализует около 30% своего объема за час, при этом около 2/3 объема возвращается во внеклеточное пространство в течение 15-20 минут.

Первой «станцией» этого транспортного потока при эндоцитозе является ранняя эндосома, где происходит сортировка интернализованных лигандов, - на деградацию и рециркуляцию. Ранние эндосомы входят в систему эндосом, включающую также поздние и рециркулирующие (recycling) эндосомы. Разные эндосомы отличаются маркерами и морфологией и, конечно, имеют разные функции.

Ранние эндосомы – мембранные структуры округлой формы (до 1 мкм в диаметре) с трубчатыми выростами (около 50 нм в диаметре). Имеют очень изменчивую форму. Маркеры - белки RAB5 и RAB4. Выявляют ранние эндосомы с помощью трансферина и его рецептора, а также антител к белку ранних эндосом (ЕЕА1). рН в просвете ранних эндосом около 6.

Главная функция ранних эндосом – сортировка интернализованных молекул. Процесс сортировки происходит в течение 3 – 5 минут после интернализации. Многие интернализованные лиганды направляются на деградацию, тогда как их рецепторы возвращаются в плазмалемму для дальнейшего использования. Эндосомы занимают важное место в реализации полученных клеткой молекулярных сигналов, от точности их работы зависит развитие правильного эффекта.

Морфологические различия разных частей эндосомы имеют важное функциональное значение. Так, белки, предназначенные для рециркуляции, обычно накапливаются в тубулярных элементах эндосом, тогда как мультивезикулярная часть («тело» эндосомы) обычно вовлечена в сортировку молекул для деградации. Пузырьки, формирующиеся на мембранах разных компартментов ранней эндосомы по-разному закисляются: рН в просвете мультивезикулярной части падает до 6,2-5,5, а рН рециркулирующей части возрастает до 6,5.

Среди ранних эндосом выделяют те из них, которые связаны рециркуляцией молекул (рециркулирующие эндосомы), и те, которые превращаются в поздние эндосомы (путь деградации). Рециркуляция имеет разные варианты: молекулы либо возвращаются в ту часть плазмалеммы, откуда были эндоцитированы, либо направляются в иную часть плазмалеммы (базо-латеральная сортировка). Т.е., выделяют отдельно рециркулирующие эндосомы, которые преимущественно состоят из трубчатых структур. Интересно, что и рециркулирующие эндосомы, и поздние, формируются из одной и той же ранней эндосомы.

Несколько кислый рН ранних эндосом (6,3 – 6,8) обеспечивает диссоциацию лиганд-рецепторных комплексов в просвете ранней эндосомы и их сортировку. Тубулярная часть имеет значительную площадь мембран, и здесь накапливаются возвращаемые молекулы, тогда как растворимые компоненты накапливаются в везикулярной части.

Для направления «на деградацию» на молекуле должен быть сигнал. Связывание с убиквитином той или иногрй аминокислоты часто является таким сигналом. Соответственно, сформировавшийся участок может связаться только с определенным участком в везикулярной части эндосомы, где и идет накопление молекул для деградации.

Молекулы для рециркуляции накапливаются в тубулярной части эндосомы или в рециркулирующей эндосоме.

В ранней эндосоме есть также домены, обеспечивающие ретроградный транспорт мембран в транс-сеть АГ.

Таким образом, ранние эндосомы играют очень важную роль в протекании эндоцитоза и связанных с ним процессов, что предполагает высокую точность их работы.

В ранних эндосомах «раздеваются» вирусы, попавшие в клетку путем микроэндоцитоза. Считается, что за счет кислого рН в эндосоме происходит слияние оболочки вируса и мембраны эндосом, при этом вирусный геном оказывается в цитоплазме.

Поиск по сайту: