Endocytosis Autofgia vezikulris transzport Dr L Kiss Anna

Endocytosis. Autofágia, vezikuláris transzport Dr. L. Kiss Anna Anatómiai, Szövet és Fejlődéstani Intézet, Semmelweis Egyetem Budapest 2018

Endocytosis: aktiv transzport anyagfelvétel plazmamembrán invaginációk közreműködésével: endocitotikus vezikulumok a felvett részecskéket membrán választja el a citoszóltól (a plazmamembrán származéka)

A korai (early) endoszóma: Szortírozó organellum multivesicularis test

II. Pinocitózis 0, 1 μm-nél kisebb részecskék, ill. makromolekulák, oldott anyagok felvétele endocitózissal. A keletkező vezikulumok átmérője: 50 -100 μm. 1. Fluid fázisos pinocitózis: oldott részecskék a plazma membrán invaginációiból lefűződött endocitotikus vezikulákkal jutnak be a sejtbe. 2. Adszorptiv pinocitózis. A kisméretű részecskék a plazmamembránhoz kötődnek (adszopció), kis koncentrációban, hatékony felvétel, DE nem specifikus. (nem specifikus kötőhelyek) 3. Receptor-mediált pinocitózis vs endocitózis: specifikus receptorok a membránban; hatékony, specifikus felvétel; szelektív; koncentratív

Receptorok

Endocitotikus útvonalak Phagocytosis („sejt evés”): >0, 25µm Pinocytosis („sejtivás”) Macropinocytosis: >1µm Endocytosis clathrin-burkos vesiculák közreműködésével: ~120 nm Endocytosis caveolákkal: ~60 nm Clathrin-és caveolin és/vagy dynamin independens endocytosis : ~90 nm Regulated portals of entry into the cell SEAN D. CONNER AND SANDRA L. SCHMID Nature 422, 37 - 44 (06 March 2003)

Macropinocitózis

Endocitotikus útvonalak Fagocitózis („sejt evés”): >0, 25µm Pinocytosis („sejt ivás”) Makropinocytosis: >1µm Endocitózis clathrin-burkos vezikulák közreműködésével: ~120 nm Endocitózis caveola-k közreműködésével: ~60 nm Clathrin-és caveolin és/vagy dynamin independens endocytosis : ~90 nm Regulated portals of entry into the cell SEAN D. CONNER AND SANDRA L. SCHMID Nature 422, 37 - 44 (06 March 2003)

Receptor-mediált endocitózis Clathrin-burkos vezikulák: kosár-szerű burok keletkezik a vezikulák körül Clathrin: nehéz és könnyű lánc triskelion ötszögek és hatszögek

Clathrin burkos vezikulák közreműködésével végbemenő endocitózis A vezikula lefűződése dynamin (GTP-áz) közreműködésével Ligand kötődik a receptorhoz adaptin fehérjék clathrin összekapcsolódás („kosár” ) keletkezése. GTP-kötő fehérje: dynamin membrán fúzió vezikula lefűződés. A clathrin burok disszociációja a vezikuláról.

Clathrin burkos vezikulák közreműködésével végbemenő endocitózis

Clathrin-burkos struktúrák fagyasztva-tört, mély-maratásos technikával Heuser technika clathrin-burkos vezikula clathrin-cburkos öböl (pit)

A clathrin burok elveszítése burok leválása lefűződés nucleáció

Endocitotikus útvonalak Phagocytosis („ sejt evés”): >0, 25µm Pinocytosis („sejtivás”) Makropinocitózis: >1µm Endocytosis clathrin-burkos vesiculák közreműködésével: ~120 nm Endocitózis caveola-kal ~60 nm Clathrin-és caveolin és/vagy dynamin independens endocitózis : ~90 nm Regulated portals of entry into the cell SEAN D. CONNER AND SANDRA L. SCHMID Nature 422, 37 - 44 (06 March 2003)

Caveola-k közvetítésével végbemenő endocitózis Caveolae: d: 50 -100 nm palack-ill omega-alakú membrán befűződések Dr L. Kiss Anna felvétele

caveolae

Caveolák: caveolin-tartalmú lipid raftok • Erősen hidrofób membrán domének: koleszterin, sfingolipidek, glikozilfoszfatidil-inozitol; lipid raftok • Caveolin: caveolin-1 caveolin-2 caveolin-3 • Cavin (PTRF)

Caveola: szignaling organellum Scaffolding (állvány) domén: N terminálison; jelátviteli molekulákat köt

Caveola-k közvetítésével végbemenő endocitózis SV 40 virus felvétele: caveola-k közreműködésével • Virus kötődik az MHC I –hez (a gazdasejt membránján) • MHCI (receptor a virus számára) caveola-kban • Caveolin erőteljesen foszforilálódik (Src kináz, tirozin foszforiláció) • A kortikális citoszkeleton átrendeződik (aktin filamentumok) aktin-”farok” • Dynamin (kis GTPase) kötődik a caveola-k nyaki részéhez • GTP hidrolízis caveola lefűződik

caveolin-115, albumin 10 Endocitózis caveolákkal: „caveoszómák”? ? ? caveolin-115, CD 6310

Caveola-k közvetítésével végbemenő endocitózis Parton , R: G: and Simons, K. Nature Reviews 2007.

Endocitotikus útvonalak Fagocitózis („sejt evés”): >25µm Pinocytosis („sejtivás”) Makropinocitózis: >1µm Endocytosis clathrin-burkos vesiculák közreműködésével : ~120 nm Endocitózis caveola-k közreműködésével: ~60 nm Endocitózis : clathrin- és caveolin-independens és/vagy dinamin independens: ~90 nm Regulated portals of entry into the cell SEAN D. CONNER AND SANDRA L. SCHMID Nature 422, 37 - 44 (06 March 2003)

Az internalizált receptorok sorsa • A. ) Reciklizáció a sejtfelszínre: vezikuláris transzporttal, a ligand a korai endoszómábn marad. (receptor recycling). pl: LDL receptors. • B. ) eljutnak a késői (late) endoszómákhoz és degradálódnak a lizoszómákban. (receptor downregulation). pl: EGF receptor (epithelial growth factor with its receptor). Az internalizált ligand sorsa Degradáció: a lizoszómákkal: korai (early) endoszóma – késői (late) endoszóma – lizoszóma útvonalon vagy: Recirculáció vissza a sejtfelszínre: korai endoszómában a ligand kötve marad a receptorához, visszajut a sejtfelszínre a receptorral együtt. pl: transferrin (vas-transzportáló fehérje).

LDL részecskék felvétele receptor-mediált endocitózissal LDL (low-density lipoprotein): Lipoprotein részecskék a vérben koleszterint szállítanak. A koleszterin részben apoprotein B-vel fedett.

Transzcitózis Makromolekulák transzportja a sejten keresztül intakt formában. Endocitózis → vezikuláris transzport → early endoszóma→ vezikuláris transport → exocitózis A receptor-mediált endocitózis speciális formája: a felvett molekula elkerüli a lizoszómális degradációt.

Transzcitózis példa: Az anyai Ig. G felvétele és transzportja az • újszülöttek bélhámsejtjein keresztül. • a magzati placenta hámsejtjein keresztül. • Ig. A molekulák felvétele és transzportja a hámsejteken keresztül. Clathrin burkos vezikulák!!

Transzcitózis A kapilláris endothelen keresztül Caveolae!!

Autophagia

Autophagia

Vezikuláris transzport 2 fő mozzanat: - a vezikulák lefűződése: szignálok, burok fehérjék - a vezikulák célmembránhoz való kikötődése és fúziója: felismerő molekulák, fúziós fehérjék

Vezikuláris transzport Vezikula képződés: burok fehérjék: COPI, COPII: ER-Golgi clathrin: plazmamembrán, lizoszómális enzimeket szállító vezikulumok caveolin kis mol. súlyú G-fehérjék: GDP/GTP-kötő fehérjék: Rab fehérjék: „azonosító” fehérjék ER-Golgi között: ARP (donor membránban a COP fehérjékkel együtt) ARF: molekuláris kapcsoló (GTP-kötött állapotban: burok feh. - membrán asszociáció GDP-kötött állapot: burok leválik, fúzió létrejöhet) Vezikulák kihorgonyozódása, fúziója: fúziós fehérjék: SNARE bimbózás kihorgonyozás horgony fehérje dokkolás fúzió

Rab fehérjék kihorgonyozás dokkolás fúzió

Vezikuláris transzport kihorgonyozás A burok elvesztése bimbózás kihorgonyozó faktor dokkolás fúzió lefűződés

Membrán fúzió transz-SNARE komplex fúziós fehérjékkel együtt víz kiszorítás membrán fúzió

Felhasznált illusztrációk forrása: Röhlich: Szövettan, 3. kiadás, Semmelweis Kiadó Budapest Alberts – Johnson – Lewis – Raff – Roberts – Walter: Molecular biology of the cell. 5. kiadás, Garland Science Saját prep. és/vagy felvétel, ill. rajz Campbell – Reece: Biologie, Spektrum – Fischer Wikipedia