Метаболизм липидов и полисахаридов в АГ

Кроме процессинга и сортировки гликопротеинов, АГ играет очень важную роль в метаболизме липидов, особенно – в синтезе гликолипидов и сфингомиелина. Фосфоглицериды, церамид и холестерол синтезируются в гладком ЭПР. Сфингомиелин и гликолипиды синтезируются в АГ из церамида.

Сфингомиелин – единственный фосфолипид клеточной мембраны, не являющийся фосфоглицеридом.

В клетках растений АГ выполняет еще одну функцию – синтез полисахаридов клеточной стенки.

Экспорт белков из АГ осуществляется путем сортировки разных белков по транспортным пузырькам различного типа. Это – очень важная стадия, поскольку в АГ образуется огромное множество белков с разными функциями, и очень важно, чтобы все они попали «на место». Наиболее детально изучен транспорт макромолекул в лизосомы, куда доставляются гидролитические ферменты. Учитывая чрезвычайно высокую агрессивность этих ферментов, понятна важность правильной сортировки и доставки молекул из АГ.

В АГ образуются не только молекулы, имеющие «штамп о прописке», но и не имеющие. Вторые транспортируются путем «объемного» транспорта «навалом» (bulk transport), и это, в первую очередь, молекулы, нарабатываемые в большом количестве и используемые во многих местах клетки. Например, молекулы, которые нужны для обновления мембран, - фосфолипиды, формирующие мембрану. Кроме того, таким образом клетки выделяют наружу ряд белков (постоянная нерегулируемая секреция). Пузырьки отшнуровываются и направляются в соответствующие места клетки.

Очевидно, что белки, работающие в АГ и реализующие его функции, должны в нем и оставаться. Для этого существует обратный транспорт, когда на плазмалемме и в лизосомальной мембране образуются везикулы, мигрирующие в АГ. Белки АГ, как и белки ЭПР, имеют сигнальные последовательности, обеспечивающие их возвращение в АГ.

Регулируемая секреция существует в специализированных клетках, которые выделяют свой секрет по внешнему сигналу. Это – гормон-продуцирующие клетки, клетки желудочно-кишечного тракта, вырабатывающие пищеварительные ферменты, и другие. При регулируемой секреции специальные транспортные пузырьки транс-сети АГ упаковывают секрет и хранят его до поступления сигнала. Такие пузырьки имеют более крупные размеры, а секрет в конечном счете формирует секреторные гранулы.

Следующим усложнением пузырькового транспорта является его направленность в поляризованных клетках. Эпителиальные клетки имеют апикальную и базальную поверхности. Транспортные пузырьки АГ должны различать эти поверхности и доставлять секрет в соответствующее место. Сигналы, определяющие апикальную и базальную направленность транспорта окончательно не расшифрованы.

В растительных и дрожжевых клетках нет лизосом, а есть вакуоль. Вакуоль выполняет не только функции лизосом, но и является местом хранения разных молекул, поддерживает тургор клетки и осмотическое равновесие. Макромолекулы, доставляемые транспортными пузырьками АГ в вакуоль, имеют соответствующие сигнальные последовательности.

Итак, в клетке постоянно идет транспорт макромолекул посредством везикул в самых разных направлениях. Перенос макромолекул везикулами является основным звеном жизнедеятельности клетки, обеспечивая поток макромолекул между органоидами. Избирательность транспорта макромолекул – основа поддержания функциональной специфичности клеточных структур. Молекулы должны доставляться строго по назначению.

Промежуточный компартмент между ЭПР и АГ – отдельная структура. Состоит из примерно одного и того же числа отдельных долгоживущих стационарных тубуловезикулярных кластеров, которые дают положительную реакцию на трансмембранный лектин 1 типа ERGIC-53 и на белок СОР-1. Промежуточный компартмент соответствует участку мембранного потока, где транспорт ряда белков и рецепторов обратимо блокируется при 15оС. Функция промежуточного компартмента – сортировка переносимых посредством ретроградного (в ЭПР) и антиретроградного (в АГ) молекул. Промежуточный компартмент также взаимодействует с различными транспортными пузырьками и рециркулирующими эндосомами. Состояние и морфология промежуточного компартмента меняются при различных воздействиях, в том числе при изменениях температуры. Так, обработка клеток метаболитом грибов брефелдином вызывает накопление циркулируюших белков и увеличение размеров кластеров. Факторы рибозилирования АДФ (ADP ribosylation factor) Arf1, Arf4, а также Са-независимая фосфолипаза группы VI (PLA2G6-A) необходимы для поддержания «нормальной» морфологии кластеров.

Пояснения к рисунку «Почкование и слияние пузырька» в презентации лекции 7.

Поиск по сайту: