Мультивезикулярные тельца

Мультивезикулярные тельца (МВТ) – «поздние эндосомы», содержат многочисленные везикулы (пузырьки) размером 40-100 нм, которые образуются путем инвагинации мембраны эндосомы. Пузырьки называют “intralumеnal vesicles” («пузырьки в просвете»).

МВТ делятся на две разновидности, в зависимости от их основных функций – «деградирующие МВТ», связанные с расщеплением белков цитоплазмы иэндоцитированного материала, и «секретирующие МВТ», связанные с выделением пузырьков из просвета МВТ во внеклеточное пространство.

Формирование внутренних пузырьков МВТ происходит в противоположном эндоцитозу направлении – пузырек не «входит» в цитоплазму, а «выходит» из нее, т.е., мембрана выпячивается (деформируется) в другом направлении. Соответственно, деформирующие мембрану белки – другие.

Недавно был идентифицирован молекулярный комплекс в мембране ранних эндосом - «Сортировочный комплекс эндосом, необходимый для транспорта» - ESCRT (endosomal sorting complex required for transport) - способствует финальным стадиям разделения мембран при формировании мультивезикулярных телец, расхождении делящихся клеток, почковании вирусов. Эти такие различные процессы требуют топологически схожих событий – деформации и разделения мембран для формирования пузырька и его выделения из клетки. Топология этого процесса «противоположна» эндоцитозу, когда пузырек поступает внутрь клетки.

Состоит комплекс из 4 молекулярных комплексов (0–III), которые взаимодействуют между собой и с молекулами цитоплазмы, в том числе - с убиквитином. Последний «отвечает» за сортировку молекул по пути деградации.

Комплекс ESCRT играет важную роль в жизни клетки в связи с его участием в процессе деградации клеточных молекул, захваченных из цитоплазмы при формировании пузырька, – МВТ либо сливаются с существующей лизосомой, либо трансформируются в лизосому. Это определяет важное место МВТ в системе деградации собственных белков и липидов клетки, а не только эндоцитированного материала. Связывание убиквитина с лизином - сигнал, что данная молекул предназначена для деградации. В свою очередь, убиквитин распознается компонентами ESCRT, их несколько, один из них взаимодействует с клатрином.

Комплекс ESCRT, таким образом, обеспечивает формирование внутренних пузырьков МВТ, которые определяют специализацию МВТ в двух направлениях: на выделение пузырьков из клетки («секреторные» МВТ) и в направлении деструкции захваченных из цитоплазмы молекул.

Путь деструкции («разрушающие» МВТ). Один вариант, простой и быстрый – слияние МВТ с уже существующей лизосомой, обладающей полным набором гидролаз в полости. Второй вариант – постепенное «созревание» МВТ тельца и формирование на его основе новой лизосомы.

Ранняя эндосома постепенно превращается в позднюю эндосому (мультивезикулярное тельце), которая не имеет трубчатых выростов. Превращение в позднюю эндосому занимает некоторое время и в его процессе происходит закисление содержимого эндосомы за счет работы протонного насоса V-ATPазы, а также утрата RAB5 и приобретение RAB7 и RAB9, которые вместе с рецептором маннозо-6-фосфата являются маркерами поздних эндосом.

В поздней эндосоме величина рН снижается до 5. «Опушенные» пузырьки из аппарата Гольджи приносят в позднюю эндосому гидролазы, и она становится органоидом, способным разрушать молекулы белков и липидов. В соответствии с существующими представлениями, поздняя эндосома может называться лизосомой, однако, выделяют именно стадию поздней эндосомы, чтобы обозначить процесс наполнения органоида гидролазами.

Поздние эндосомы принимают кислые гидролазы, и возвращают рецептор маннозо-6-фосфата в аппарат Гольджи. Как только последние рецепторы возвращены, поздняя эндосома становится лизосомой. Т.е., лизосома – структура, прекратившая прием новых порций гидролаз. Маркеры поздних эндосом:

1. Rabaptin-7 и Rabaptin-9

2. Lysobisphosphatidic acid (LBPA)

3. MPR+ Рецептор маннозо-6-фосфата

Таким образом, ранние эндосомы, превращаясь в поздние, а затем – в лизосомы, обеспечивают сначала сортировку лигандов, затем - деградацию тех лигандов, которые для этого предназначены.

Лизосомы – клеточные структуры, ограниченные мембраной, функцией которых является разрушение находящихся внутри них молекул и частиц, в том числе - эндоцитированных. Главным отличием лизосом является присутствие в них кислых гидролаз (около 40 видов), способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Мембрана лизосом устойчива к действию «своих» ферментов благодаря высокому уровню гликозилирования белков с внутренней поверхности мембраны лизосом.

Маркеры лизосом:

- LAMPs+ (lysosomal associated membrane proteins)

- acid hydrolases (кислые гидролазы)

- MPR negative (отсутствует рецептор маннозо-6-фосфата)

- NPC1 (in normal cells)

Таким образом, в клетке существует единая лизосомально-эндосомальная система с четко разграниченными функциями и маркерами. Ранняя эндосома, основное звено системы, постепенно превращается в лизосому. Полагают, что от ранней эндосомы отделяется пузырек с белками, подлежащими деградации, и уже этот пузырек принимает гидролазы и превращается в позднюю эндосому. Механизмы, определяющие «судьбу» МВТ, не установлены.

Ретроградный транспорт из эндосом в АГ обеспечивает возврат мембран и рецептора маннозо-6-фосфата в аппарат Гольджи. Это – очень важный процесс, необходимый для нормальной жизни клетки. В мембране МВТ есть специальные молекулярные структуры, обеспечивающие формирование пузырьков, направляющихся обратно в АГ, и здесь «работает» клатрин.

Поиск по сайту: