Рецептор-опосредованный эндоцитоз, также называемый клатрин-опосредованным эндоцитозом — эндоцитоз, при котором мембранные рецепторы связываются с молекулами поглощаемого вещества, или молекулами, находящимися на поверхности фагоцитируемого объекта — лигандами(от лат. ligare — связывать). В дальнейшем (после поглощения вещества или объекта) комплекс рецептор-лиганд расщепляется, и рецепторы могут вновь вернуться в мембрану.
Одним из примеров рецепторно-опосредованного эндоцитоза может служить фагоцитоз бактерии лейкоцитом. Так как на плазмалемме лейкоцита имеются рецепторы к иммуноглобулинам (антителам), то скорость фагоцитоза возрастает, если поверхность клеточной стенки бактерии покрыта антителами (опсонинами — от греч. opson — приправа).
Хотя рецепторы и их лиганды могут быть введены в клетку с помощью нескольких механизмов (например, кавеолина и липидного рафта), клатрин-опосредованный эндоцитоз остается наиболее изученным. Клатрин-опосредованный эндоцитоз многих типов рецепторов начинается с лигандов, связывающихся с рецепторами на плазматической мембране клетки. Затем лиганд и рецептор будут рекрутировать адаптерные белки и трискелионы клатрина к плазматической мембране вокруг того места, где будет происходить инвагинация. Затем происходит инвагинация плазматической мембраны, образуя ямку, покрытую клатрином[1]. Другие рецепторы могут образовывать ямку, покрытую клатрином, что позволяет образовываться вокруг рецептора. Зрелая ямка отщепляется от плазматической мембраны с помощью мембраносвязывающих и расщепляющихся белков, таких как динамин (а также других белков BAR-домена)[2], образуя пузырь, покрытый клатрином, который затем распаковывается клатрином и обычно сливается с сортирующей эндосомой. После слияния эндоцитозированный груз (рецептор и/или лиганд) затем может быть отсортирован по лизосомальному, рециклинговому или другим путям транспортировки[1].
Функция
Эндоцитоз запускается при активации определённого рецептора.
Функция рецептор-опосредованного эндоцитоза разнообразна. Он широко используется для специфического поглощения определённых веществ, необходимых клетке (примеры включают ЛПНП через рецептор ЛПНП или железо через трансферрин). Роль рецептор-опосредованного эндоцитоза хорошо известна в регуляции трансмембранной передачи сигнала, но она также может способствовать устойчивой передаче сигнала[3]. Активированный рецептор интернализуется и транспортируется в поздние эндосомы и лизосомы для деградации. Однако рецептор-опосредованный эндоцитоз также активно участвует в передаче сигналов от периферии клетки к ядру. Это стало очевидным, когда было обнаружено, что ассоциация и образование специфических сигнальных комплексов посредством клатрин-опосредованного эндоцитоза необходимы для эффективной передачи сигналов гормонов (например, EGF). Кроме того, было высказано предположение, что для включения передачи сигналов может потребоваться направленный транспорт активных сигнальных комплексов в ядро из-за того, что случайная диффузия происходит слишком медленно, и механизмы постоянного подавления входящих сигналов достаточно сильны, чтобы полностью отключить передачу сигналов без дополнительных механизмов передачи сигналов[4].
Эксперименты
Используя флуоресцентные или электромагнитно-видимые красители для маркировки специфических молекул в живых клетках, можно проследить интернализацию молекул груза и эволюцию клатриновой ямки с помощью флуоресцентной микроскопии и иммуноэлектронной микроскопии[5][6].
Поскольку процесс неспецифичен, лиганд может быть переносчиком для более крупных молекул. Если клетка-мишень имеет известный специфический пиноцитозный рецептор, лекарства могут быть присоединены и усвоены.
Для достижения интернализации наночастиц в клетки, такие как Т-клетки, можно использовать антитела для нацеливания наночастиц на специфические рецепторы на поверхности клеток (такие как CCR5)[7]. Это один из методов улучшения доставки лекарств к иммунным клеткам.
Разработка фотопереключаемых пептидных ингибиторов белок-белковых взаимодействий, участвующих в клатрин-опосредованном эндоцитозе (пептиды светофоров)[8][9][10] и сообщалось о фотопереключаемых низкомолекулярных ингибиторах динамина (Dynazos)[11]. Эти фотофармакологические соединения позволяют осуществлять пространственно-временной контроль эндоцитоза с помощью света.
