Endocytóza

Question 1

Endocytóza - co to je, podtypy

Answer 1

• = Zaškrcení části plasmatické membrány a vytvoření váčku směrem do buňky, jeho odškrcení a transport do buňky do endosomu
• = Splynutí sekrečního váčku s plasmatickou membránou a uvolnění obsahu vnitřku váčku ven z buňky a umístěním váčku do membrány
• FAGOCYTÓZA - závislá na aktinu, prvoci a fagocyty, obejmou objem a pohltí to
• 3 podtypy:
  1.PINOCYTÓZA = nespecifický příjem kapének z okolí
  2.RECEPTOREM ZPROSTŘEDKOVANÁ ENDOCYTÓZA
  3.NA RECEPTORU NEZÁVISLÁ ENDOCYTÓZA

Question 2

Receptorem zprostředkovaná endocytóza - jak

Answer 2

• specifický receptor na povrchu buňky
• na něj se naváže extracelulární ligand
• ligand se obalí v klatrinem obalených jamkách (na PM) klatrinem
• profit
  TRANSPORT CHOLESTEROLU
  TRANSPORT ŽELEZA
  TRANSCYTÓZA

Question 3

Na receptoru nezávislá endocytóza

Answer 3

• nezávislá na klatrinu a receptoru
• je potřeba jen caveolin, nepotřebuju žádné receptory či co
• caveolin se neuvolňuje z membrány
• můžou se tak i shlukovat signální proteiny
• v lipidických raftech: caveoly, caveoliny, GPI vázané proteiny, cholesterol, sfingolipidy
  CAVEOLY:
• místa v PM, v lipidických raftech
• obsahují membránový protein CAVEOLIN + receptorové proteiny
• zde to začíná
  CAVEOLIN:
• tvořen v GA
• neprochází membránou, ale jen se do ní zanoří hydrofobní smyčkou -> prohnutí, prohlubeň => CAVEOLA

Question 4

Receptorem zprostředkovaná endocytóza - Transport cholesterolu

Answer 4

LDL ČÁSTICE:
- = low density lipoprotein
- vnitřek: estery cholesterolu, hydrofóbní ocásky fofolipidů
- vnějšek: hydrofilní hlavičky fosfolipidů
- cestování v krvi - nějaká buňka potřebuje cholesterol -> vystaví na povrch LDL receptor -> ten váže pomocí ApoB kotvy ty LDL částice -> ty jdou do klatrinem obalené jamky -> klatrinový obal -> zaškrcení a vznik váčku -> klatriny se oddělí od váčku -> neobalený váček = rasný endosom -> spojují se navzájem nebo s pozdním endosomem
- pozdní endosomy = acidické organely, třídí materiál
- část materiálů se recykluje zpět na membránu, zbytek pokračuje do lysozomů (štěpení ApoB na AMK, cholesterol estery na cholesterol a MK)

Question 5

Receptorem zprostředkovaná endocytóza - Transport železa

Answer 5

• regulace pomocí pH
• Fe je v krvi transportováno v transportních proteinech = TRANSFERRINY
• 1.APOTRANSFERIN = forma bez navázaného Fe :(
• 2.FERROTRANSFERIN = forma s 2 navázanými Fe3+ :)
• na povrchu buňky je transferrinový receptor -> při neutrálním pH váže ferrotransferin -> do klatrinem obalené jamky -> endocytóza -> klatrin odchází -> v pozdním endosomu je změna pH (>6) -> Fe se oddělí od transferrinu do lysozomu -> železo do cytosolu a apotransferin je spolu s receptorem recyklovaný zpět na membránu -> pH =7 -> uvolnění apoferinu z receptoru

Question 6

Receptorem zprostředkovaná endocytóza - Transcytóza

Answer 6

• příklad transportu protilátek skrz epitel trávicí trubice u savců
• apikální a basolaterální membrána
• mládě umí z mateřského mléka vychytat protilátky na FC RECEPTORY, které vážou protilátky při pH=6 -> vazba protilátky na receptor -> endocytóza -> transport -> sorting -> pošle se na opačnou membránu -> pH=7 -> protilátka se uvolňuje z receptoru do krve -> receptor recyklován

Question 7

Molekulární mechanismy vezikulárního transportu

Answer 7

• transport proteinu ze zdrojového do cílového kompartmentu
• během tvorby váčku umí podjednotky obalového proteinu polymerovat okolo vznikajícího váčku
• některé obalové proteiny selektují přenášené CARGO proteiny - ty mají specifické sekvence pro směřování do specifického vezikulu
• pokud protein neinteraguje s adaptorovými proteiny, do váčku se nedostane (selekce specifického nákladu)
• tvorba, odštěpování a četnost je regulována pomocí malých GTPáz

Question 8

Obalené (coated) vesikuly - Klatrinové váčky

Answer 8

• receptorem zprostředkovaná endocytóza
• transport z PM a trans GA do pozdních endosomů
• průměr: 50-100 nm
• obal je tvořen triskelionem (trojnožka) klatrinu - 3 lehké a 3 těžké řetězce klatrinu
• řetězce (nožky) klatrinů mohou spolu interagovat, překrývat se a vrstvit se
• tvoří pětiúhleníky a šestiúhelníky
• jsou schopné samouspořádání
  MECHANISMU TVORBY KLATRINOVÝCH VÁČKŮ:
• Assembly particles s adaptorovými proteiny určují cargo proteiny a shromáždí je na dané místo -> zahájí vytvoření jamky
• 3 typy Assembly partikulí: AP1, AP2, AP3
• AP3 má na starost GA -> endosom
• GTPáza ARF - iniciace skládání váčku
• všechny typy transportu jsou zprostředkované stejnými klatriny, ale jinými assembly particles
• odškrcení je energeticky náročné - GTPáza DYNAMIN
• protein AMFYFYSIN se váže na dynamin a assembly particle
• SYNAPTOJAMIN se váže na amfyfysin a dynamin -> usnadnění odškrcení
• po vzniku váčku je rychlý rozpad

Question 9

Obalené (coated) vesikuly - COP1 vesikuly

Answer 9

• retrográdní (zpětný) transport z cis GA do drsného ER
• COATOMERY - polymerace na povrchu pučících váčků a rychlý rozpad
• součástí coatomerů jsou i adaptorové proteiny, které vybírají cargo proteiny
• Iniciace procesu je pomocí malé GTPázy ARF (ta je i u klatrinů)
• ARF je u tvorby všech váčků
• pro zaškrcení váčku není potřeba GTPázy dynaminu, stačí polymerace coatomerů
• je ale potřeba ACYL MK KONJUGOVANÉ S CoA - funguje jako kofaktor pro splynutí membrán

Question 10

Obalené (coated) vesikuly - COP2 vesikuly

Answer 10

• anterográdní transport z drsného ER do cis GA
• tvorba je podobná jako u COP1 váčků
• Coatomery s adaptorovým proteinem
• místo GTPázy ARF je GTPáza SAR1
• neví se, jak moc je ten transport selektivní jako u ostatních váčků, část je asi selektovaná a část je random difuzí
• Někdy je ten transport zprostředkovaný i cytoskeletem - mikrotubuly -> tvorba ER-Golgi intermediální kompartment
• venku z ER - protein Sec12 = GEF pro GTPázu SAR1
• GEF vymění Sar1 GDP za GTP -> aktivace
• obalové proteiny Sec23 a Sec 24 - výběr nákladu, jsou to taky adaptorové proteiny
• tvorba jamky -> váček -> odškrcení
• Sec23 a Sec24 jsou zároveň jako GAP = umí aktivovat GTPázovou aktivitu SAR1 -> hydrolýza GTP na GDP -> rozpad
• splývání váčků pomocí SNARE proteinů

Question 11

Fúze vesikulu s cílovou membránou

Answer 11

• V-SNARE = vesicle, na vesikulech
• T-SNARE = target
• SNAREs spolu interagují
• SNAP 25 = fúzní protein, pomáhá zamotat SNAREs
• mechanické přitlačení membrán a splynutí
• recyklace zamotaných SNAREs a SNAP 25 - ATPáza NSF
• malé GTPázy Rab (Ras like in brain) - uvolnění neurotransmiterů při přenosu vzruchu, každý váček má své specifické
• RAB pak umí navázat efektorové proteiny na váček
• TETHERING (upoutací) PROTEINY - efektorový protein Rab GTPáz, identita membrány
• SNAREs múžou provést spojení váčku s membránou, ale je to pomalé -> proto tethering proteiny -> ty zachytí váček a přitáhnou ho blíž
• RAB GTPázy: výběr správného cargo a obalení váčku, doprava po cytoskeletu, fúze se správnou membránou