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受體介導的內吞作用檢視原始碼討論檢視歷史

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受體介導的內吞作用。原圖鏈接

受體介導的內吞作用(英語:Receptor mediated endocytosis ,簡稱:RME ),也稱為網格蛋白介導的內吞作用,是細胞通過質膜向內出芽(內陷)吸收代謝物、激素、蛋白質(在某些情況下為病毒)的過程。這個過程形成含有吸收物質的囊泡,並由細胞表面的受體嚴格介導,只有受體特異性物質才能通過這個過程進入細胞。

概述

受器媒介的內吞作用一種胞吞作用,具專一性。利用細胞表面的專一性受器與分子結合後,膜再內陷形成小囊泡,可使細胞獲得大量的特定物質。 例:細胞藉特殊受體與含膽固醇的脂蛋白結合而攝入。[1]

網格蛋白的胞吞作用

受器媒介的內吞作用 (receptor mediated endocytosis),又可稱為clathrin-dependent endocytosis (依賴網格蛋白的胞吞作用),細胞膜上的穿膜蛋白質受器和胞外中特定物質作為其配體 (ligands);兩者的結合具有高度專一性。結合後,會傳送訊息至細胞膜,同時胞內的ap2蛋白及clathrin(網格蛋白)也會附著在穿膜蛋白受器的胞內一側,形成一複合體。之後,細胞膜逐漸向內凹陷成一小凹洞,形成一小囊泡攝入細胞。

此一ap2蛋白-clathrin-穿膜受器-配體所形成的囊泡經過調理素的作用 (opsonize)後,ap2蛋白以及clathrin會離開,重覆新的作用;而穿膜受器-配體所形成的囊泡會與初級核內體融合,此特定物質(配體)將會被攝取成為細胞所需之養分。除紅血球之外,大部分的真核細胞都會進行此一作用來吸收特定的養分,例如LDL(低密度脂蛋白)的攝取即是透過此一方法。

此外,初級核內體 (early endosome) 是胞吞作用的途徑中的重要焦點。定義為,物體進入細胞膜之後,第一個接收這些內吞物的腔室,特性具有高度的動態性以及極強的同型(物)融合傾向。初級核內體的形成是由大囊泡(直徑約400 nm)向內凹陷成多泡狀外觀而產生的小腔室,其直徑可大至1微米,周圍連接著直徑大約50奈米的小管。在初級核內體這個小腔室之中開始整理及決定所吞入的蛋白質或脂質接下來的命運。依照吞入的東西和初級核內體形成的微區(microdomain)作為運送決定的標記物,通常包括運鐵蛋白RAB5,RAB4和它的運鐵蛋白受體,以及EEA1。標記後的物質有可能會被再送回細胞膜的循環、或是送到溶酶體被降解掉,也有可能送入高基氏體反面的網絡結構。大多數的內部配體 (internalized ligands)會被降解掉,但是他們的接受器(receptor)會回到細胞膜表面,接續下一次的胞吞作用。[2]

過程

受體介導的內吞作用,吞食之意,大抵可解釋為吞入胞內。胞吞作用是一種物質不需穿越細胞膜而進入細胞內的運輸過程,因為大部分的重要物質(例如:蛋白質)為大分子且具有極性,無法任意穿過親水性的細胞質或是細胞膜運輸進入細胞內。藉由細胞膜的內凹以及細胞膜的融合使膜內產小囊泡,不同的產生囊泡運輸機制決定其為何種類型內噬作用。

儘管受體及其配體可以通過一些機制(例如小窩蛋白和脂筏)進入細胞,但網格蛋白介導的內吞作用仍然是研究得最好的。許多受體類型的網格蛋白介導的內吞作用始於囊泡腔室中的貨物配體與細胞膜上的受體結合。然後,貨物配體和受體會將接頭蛋白和網格蛋白三棱蛋白募集到細胞外膜,在那裡會形成芽。然後質膜出芽,形成網格蛋白塗層的凹坑。

其他受體可以使網格蛋白包被的凹坑成核,從而在受體周圍形成。通過使用膜結合和裂變蛋白,如動力蛋白(以及其他BAR 結構域蛋白),成熟的凹坑將從質膜上切下,形成一個網格蛋白包被的囊泡,然後脫殼並通常融合到一個分選內體。一旦融合,內吞的貨物(受體和/或配體)然後可以被分類到溶酶體、回收或其他運輸途徑。

功能

受體介導的內吞作用是多種多樣的。它被廣泛地用於由電池所需的某些物質的特異性攝取(實例包括LDL通過LDL受體經由或鐵運鐵蛋白)。眾所周知,受體介導的內吞作用會下調跨膜信號轉導,但也可以促進持續的信號轉導。激活的受體被內化並被轉運到晚期內體和溶酶體為退化。

然而,受體介導的內吞作用也積極參與從細胞外圍到細胞核的信號轉導。當發現通過網格蛋白介導的內吞作用形成特定信號複合物的關聯和形成是激素(例如EGF)的有效信號傳遞所必需的時,這一點變得明顯。此外,由於隨機擴散太慢,和永久下調傳入信號的機制足以關閉信號傳遞,因此可能需要將活性信號複合物定向運輸到細胞核才能啟用信號。完全沒有額外的信號轉導機制。

實驗

使用熒光或 EM 可見染料標記活細胞中的特定分子,可以通過熒光顯微鏡和免疫電子顯微鏡跟蹤貨物分子的內化和網格蛋白塗層凹坑的演變。由於該過程是非特異性的,配體可以作為較大分子的載體。如果靶細胞具有已知的特異性胞飲受體,則藥物可以附著並被內化。

為了實現奈米顆粒進入細胞,如T細胞,抗體可用於將奈米顆粒靶向細胞表面的特定受體(如CCR5)。這是一種改善向免疫細胞輸送藥物的方法。

特徵

暴露於過量配體後幾分鐘內進行誘導。這些囊泡的形成對渥曼青黴素的抑制很敏感,溫度變化可以延遲/抑制囊泡形成的開始。

影片

Receptor-mediated Endocytosis/受體介導的內吞作用
Receptor-Mediated Endocytosis/受體介導的內吞作用
Receptor Mediated Endocytosis p1/受體介導的內吞作用p1

參考資料