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披网格蛋白小泡形成的机理[细胞生物学]

2007-08-14 15:33 来源:医学教育网

  披网格蛋白小泡形成的机理

  在大量进行内吞活动的细胞(如肝细胞、成纤维细胞)中,细胞质膜有许多网格蛋白小窝(图9-65)。这些小窝的形成需要很多衔接子(adapter)和网格蛋白,小泡最后与质膜的脱离还需要一种称作发动蛋白(dynamin)的GTP结合蛋白。

图9-65 成纤维细胞质面的网格蛋白被膜小窝的电子显微镜照片

  ■ 网格蛋白(clathrin)及包被亚基(coat subunits)

  典型的披网格蛋白小泡的直径为50~100nm.网格蛋白由相对分子质量为180kDa的重链和相对分子质量为35~40kDa的轻链组成二聚体, 三个二聚体形成包被的基本结构单位——三联体骨架(triskelion), 称为三腿蛋白(three-legged protein)。许多三腿复合物再组装成六边形或五边形网格结构,即包被亚基,然后由这些网格蛋白亚基组装成披网格蛋白小泡(图9-66)。

图9-66 网格蛋白的结构

(a) 网格蛋白的三腿复合物;(b)网格蛋白包被亚基;(c)披网格蛋白小泡。

  ■ 衔接蛋白(adaptin, AP) 和发动蛋白(dynamin)

  ● 衔接蛋白

  在网格蛋白被膜小窝形成时, 网格蛋白和膜之间有一种蛋白质起衔接作用,这就是衔接蛋白。所以衔接蛋白是一种在披网格蛋白小泡形成中起中介作用的蛋白质(图9-67)。

图9-67 衔接蛋白与膜受体细胞质结构域中的信号序列相互作用

  目前已知有三种衔接蛋白:AP1、AP2和AP3.

  AP1: 衔接蛋白AP1参与反面高尔基体的披网格蛋白小泡的出芽。由于M6P受体蛋白既存在于反面高尔基体又存在于细胞质膜,所以这种受体既能同AP1作用又能与AP2相互作用。

  AP2: 衔接蛋白AP2是由α衔接蛋白(α链)和β衔接蛋白(β链)两种衔接蛋白组成的异二聚体。参与反面高尔基体网络的披网格蛋白小泡的组装。

  AP3: 最近在酵母和鼠的研究中又鉴定了一种衔接蛋白, AP3,具有AP3突变的酵母,反面高尔基体的某些蛋白就不能被运输到液泡、溶酶体。 

  ● 发动蛋白

  发动蛋白是一种胞质溶胶蛋白,有900个氨基酸, 能够同GTP结合并将GTP水解。发动蛋白的作用是在被膜小窝的颈部聚合,通过水解GTP调节自己收缩, 最后将小泡与质膜割开。

  ■ 披网格蛋白小泡的形成和运输

  披网格蛋白小泡的形成分为三个基本过程∶

  ● 被膜小窝(clathrin-coated pit)的形成

  网格蛋白被膜小窝是披网格蛋白小泡形成过程中的一个中间体。在胞吞过程中, 吞入物(配体)先同膜表面特异受体结合, 然后网格蛋白装配的亚基结合上去, 使膜凹陷成小窝状。由于这种小窝膜外侧结合有许多网格蛋白, 故称为网格蛋白被膜小窝。

  ● 披网格蛋白小泡的形成

  在形成了网格蛋白被膜小窝之后, 很快通过出芽的方式形成小泡,即披网格蛋白小泡,小泡须在发动蛋白的作用下与质膜割离。由于此时的小泡外面有网格蛋白包被, 故称为被膜小泡。

  ● 无被小泡的形成

  披网格蛋白小泡形成之后, 很快脱去网格蛋白的外被, 成为无被小泡。在真核细胞中有一种分子伴侣Hsc70催化披网格蛋白小泡的外被去聚合形成三腿复合物, 并重新用于披网格蛋白小泡的装配。披网格蛋白小泡形成的过程示于图9-68.

图9-68 披网格蛋白小泡的形成过程。

  ● Ca2+ 参与了披网格蛋白小泡包被的形成和去被的过程。在形成包被时, 钙泵将Ca2+ 泵出细胞外, 使胞质中的Ca2+ 保持低浓度, 有利于有被小窝的形成。一旦形成被膜小泡, Ca2+ 同网格蛋白的轻链结合, 使包被不稳定而脱去。

  简要叙述披网格蛋白小泡形成和运输的基本过程及参与的因子


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