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5.13: 수용체매개 세포내도입
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Biology

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Education
Receptor-mediated Endocytosis
 
전사물

5.13: Receptor-mediated Endocytosis

5.13: 수용체매개 세포내도입

Overview

Receptor-mediated endocytosis is a process through which bulk amounts of specific molecules can be imported into a cell after binding to cell surface receptors. The molecules bound to these receptors are taken into the cell through inward folding of the cell surface membrane, which is eventually pinched off into a vesicle within the cell. Structural proteins, such as clathrin, coat the budding vesicle and give it its round form.

Clathrin-Mediated Endocytosis of LDL

One well-characterized example of receptor-mediated endocytosis is the transport of low-density lipoproteins (LDL cholesterol) into the cell. LDL binds to transmembrane receptors on the cell membrane. Adapter proteins allow clathrin to attach to the inner surface of the membrane. These protein complexes bend the membrane inward, creating a clathrin-coated vesicle inside the cell. The neck of the endocytic vesicle is pinched off from the membrane by a complex of the protein dynamin and other accessory proteins.

The endocytic vesicle fuses with an early endosome, and the LDL dissociates from the receptor proteins due to a lower pH environment. Empty receptor proteins are separated into transport vesicles to be re-inserted into the outer cell membrane. LDL remains in the endosome, which binds with a lysosome. The lysosome provides digestive enzymes that break up LDL into free cholesterol that can be used by the cell.

Roles of Receptor-Mediated Endocytosis

There are multiple functions that endocytosis can serve. In the example above, endocytosis is used to take resources (LDL) into the cell. Similarly, iron is taken into the cell via endocytosis of transferrin—an iron-binding protein—at the cell surface, where it binds to the transferrin receptor (TfR). Similar to LDL endocytosis, a clathrin-coated vesicle is formed to bring the transferrin into the cell. In the early endosome, a pH decrease allows the dissociation of iron from transferrin. Transferrin, however, remains bound to the TfR. When the receptor is sent back to the cell surface to be reused, the transferrin protein (without iron) is released back into the extracellular environment.

Receptor-mediated endocytosis is also used to regulate cell signaling. One of the primary ways that signal receptors are regulated is sequestration, which involves bringing receptors inside the cell using endocytosis. Some receptors are stored within vesicles until they are needed again, and some are degraded by proteolytic enzymes. Other signaling pathways require receptor-mediated endocytosis to allow signal transduction (i.e., passing the signal into the cell) to take place.

Types of Receptor-Mediated Endocytosis

The endocytosis of LDL is an example of clathrin-mediated endocytosis. There are also alternative pathways for endocytosis, of which caveolin is the most-studied. Unlike clathrin, which binds to the surface, caveolin inserts itself into the lipid bilayer. The result is similar, however, as caveolin causes a curve in the membrane that allows an endocytic vesicle to form that pinches off from the membrane.

Use of Receptor-Based Endocytic Pathways by Pathogens

Some bacteria and viruses can invade host cells by hijacking the host’s native receptors. Influenza virus can invade host cells using clathrin-mediated and other endocytic pathways. The virus binds to receptors on the cell surface, gaining access to the host cell, where it later escapes from the endosome.

Some pathogens release toxins that bind to host receptors to trick the cell into taking them inside. The bacterium Bacillus anthracis produces the toxin known as anthrax; this toxin is capable of binding to receptors, undergoing endocytosis, and then escaping the late endosome to cause necrosis and other clinical symptoms.

개요

수용체 매개 내분법은 세포 표면 수용체에 결합 한 후 특정 분자의 대량 양을 세포로 가져올 수있는 과정입니다. 이 수용체에 묶인 분자는 결국 세포 내의 소포로 꼬집어지는 세포 표면 막의 안쪽 접기를 통해 세포로 취합니다. 클래트린과 같은 구조적 단백질은 신진 소포를 코팅하고 둥근 형태를 제공합니다.

LDL의 클래린 중재 내분비증

수용체 매개 내분비증의 한 가지 잘 특징적인 예는 저밀도 지단백 (LDL 콜레스테롤)을 세포로 운반하는 것입니다. LDL은 세포막에 있는 막 수용체에 결합합니다. 어댑터 단백질은 클래트린이 막의 내부 표면에 부착할 수 있도록 합니다. 이 단백질 복합체는 막을 안쪽으로 구부려 세포 안쪽에 clathrin 코팅 된 소포를 만듭니다. 내낭성 소포의 목은 단백질 다이너마이닌 및 기타 액세서리 단백질의 복합체에 의해 막에서 꼬집습니다.

내낭성 소포는 초기 내분과 융합하고, LDL은 더 낮은 pH 환경때문에 수용체 단백질로부터 해리된다. 빈 수용체 단백질은 외부 세포막에 다시 삽입되는 수송 소포로 분리된다. LDL은 리소좀과 결합하는 내분비에 남아 있습니다. 리소좀은 LDL을 세포에서 사용할 수 있는 무료 콜레스테롤로 분해하는 소화 효소를 제공합니다.

수용체 중재 된 내분비증의 역할

내세포증이 제공할 수 있는 여러 기능이 있습니다. 위의 예에서, 내분비증은 셀로 자원 (LDL)을 취하는 데 사용됩니다. 마찬가지로, 철분은 전달린의 내분비증을 통해 세포로 이동- 철 결합 단백질 -세포 표면에, 어디 그것은 전달체 수용체에 결합 (TfR). LDL 내세포증과 유사하게, 클라린 코팅 소포가 형성되어 전달린을 세포로 가져옵니다. 초기 내분에서, pH 감소는 전송린에서 철의 해리를 허용한다. 그러나 트랜스퍼린은 TfR에 구속되어 있습니다. 수용체가 다시 사용되는 세포 표면으로 다시 보내질 때, 전달단백질(철 분 제외)은 세포외 환경으로 다시 방출된다.

수용체 매개 내분비증은 세포 신호 조절에도 사용된다. 신호 수용체가 규제되는 1 차적인 방법 의 한개는 격리입니다, 내분비증을 사용하여 세포 안쪽에 수용체를 가져오는 관련시키는. 일부 수용 체는 다시 필요할 때까지 소포 내에서 저장 됩니다., 그리고 일부는 proteolytic 효소에 의해 저하. 그밖 신호 통로는 신호 전달을 허용하기 위하여 수용체 매개 한 내분비증을 요구합니다 (즉, 세포로 신호를 전달) 일어날 수 있습니다.

수용체 매개 내분비증의 종류

LDL의 내분비증은 클라린 매개 내분비증의 예입니다. 또한 내분비증에 대 한 대체 경로있다, 그 중 caveolin가장 공부. 표면에 결합하는 클래트린과는 달리, 카베올린은 지질 이중 층에 자신을 삽입합니다. 결과는, 그러나, caveolin는 막에서 그 핀치를 형성하는 내막 소포를 허용하는 막에 있는 곡선을 일으키는 원인이 되기 때문에 유사합니다.

병원균에 의한 수용체 기반 내막 통로사용

일부 박테리아와 바이러스 호스트의 네이티브 수용 체를 납치 하 여 호스트 세포를 침공할 수 있습니다. 인플루엔자 바이러스는 클래트린 매개 및 기타 내세포 경로를 사용하여 숙주 세포를 침범할 수 있습니다. 바이러스는 세포 표면에 수용 체에 바인딩, 호스트 세포에 대 한 액세스를 얻고, 어디 그것은 나중에 내 분 에서 탈출.

몇몇 병원체는 그(것)들을 안쪽으로 취하는 로 세포를 속이는 수용체를 호스트하기 위하여 묶는 독소를 풀어 놓습니다. 박테리아 균 탄트라시스 탄질로 알려진 독소를 생산; 이 독소는 수용체에 결합 할 수있다, 내분비증을 겪고, 다음 괴사 및 기타 임상 증상을 일으키는 늦은 내분이를 탈출.


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