флотиллин-зависимый эндоцитоз

«ЦИТОЛОГИЯ»
Транспорт веществ через плазматическую мембрану.
Л.В. Малютина
Институт фундаментальной медицины и биологии
Кафедра зоологии и общей биологии
Еmail: [email protected]
[email protected]
ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
идет в направлении перепада электрохимического потенциала
вещества, происходит самопроизвольно и не требует затрат
свободной энергии АТФ.
АКТИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
идет из места с меньшим значением электрохимического
потенциала к месту с большим его значением, не может идти
самопроизвольно и требует затрат свободной энергии АТФ
СРАВНЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ИОНОВ ВНУТРИ И СНАРУЖИ
КЛЕТКИ МЛЕКОПИТАЮЩЕГО
ИОН
Внутриклеточная
концентрация
мМ
Внеклеточная
Концентрация
мМ
5 - 15
140
30
1 -2
4*10-5(рН-7.4)
145
5
1 - 2
2,5 - 5
4*10-5(рН-7.4)
4
110
катионы
Na+
K+
Mg2+
Ca2+
H+
анионы
Cl -
ПАССИВНЫЙ ТРАНСПОРТ
осмос
простая диффузия
облегченная диффузия
( переносчики)
через липидный
бислой
через белковую
пору
(каналы)
Валерий Федорович Антонов,
д.б.н., профессор. Московская
медицинская
академия
им.
И.М.Сеченова
РЕАКЦИЯ ЭРИТРОЦИТА НА ИЗМЕНЕНИЕ ОСМОТИЧЕСКИХ
УСЛОВИЙ ВО ВНЕКЛЕТОЧНОЙ ЖИДКОСТИ
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ БИЛИПИДНОГО СЛОЯ
ГАЗЫ
ГИДРОФОБНЫЕ МАЛЫЕ ПОЛЯРНЫЕ
МОЛЕКУЛЫ
МОЛЕКУЛЫ
БОЛЬШИЕ ПОЛЯРНЫЕ
МОЛЕКУЛЫ
ЗАРЯЖЕННЫЕ
МОЛЕКУЛЫ
ионы
бензин
этанол
глюкоза
аминокислоты
КАНАЛЫ
ВОДНЫЕ КАНАЛЫ
аквапорины
ПОТЕНЦИАЛЗАВИСИМЫЕ КАНАЛЫ
Na+ - канал
К+ - канал
Са2+ - канал
ХИМИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЕМЫЕ
КАНАЛЫ
НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ
2003
«за открытия, связанные с
ионными каналами в клеточных
мембранах:
ПИТЕР ЭГР
за открытие водных
каналов»
за изучение структуры
и механизма действия
ионных каналов»
Родерик Маккиннон
AQP +
м-РНК
гена aqp 1
AQP -
Эксперимент с незрелыми яйцеклетками шпорцевой
лягушки Xenopus laevis, мембрана которых не содержит
аквапорина.
Если ввести в клетку РНК, содержащую информацию о
синтезе аквапорина, начнется производство этого белка.
Такие яйцеклетки интенсивно поглощают воду и набухают.
ЧТО СДЕЛАЛ П. ЭГР:
- установил структуру
аквапорина-1
рентгенокристаллографическим
методом,
- определил длину и положение
всех спиральных фрагментов и
соединяющих их петель,
- угол, под которым соседние
спирали отклоняются друг от
друга,
- выяснил роль консервативных
аминокислотных остатков
ТРЁХМЕРНАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ
АКВАПОРИНА (AQP1)
ЭРИТРОЦИТА
В РЕЗУЛЬТАТЕ МЫ В ДЕТАЛЯХ ЗНАЕМ, КАК ВЫГЛЯДИТ
КАНАЛ, ПРОПУСКАЮЩИЙ ВОДУ.
Трансмембранная структура
мономера аквапорина.
Аспарагин-Пролин-Аланин –
NPA – мотив.
3нм
ФУНКЦИИ
АКВАПОРИНОВ
внутриклеточные
аквапорины
миграция
клеток
цитоплазма
Н0
С0
2
2
каналы
Н0
2
глицерол.,
мочевина…
Н0
2
мембранная
адгезия
Fluxes of water through aquaporin 9 weaken membrane-cytoskeleton anchorage and promote formation of membrane protrusions
Thommie Karlsson, Anastasia Bolshakova, Marco A. O. Magalha˜es, Vesa M. Loitto, Karl-Eric Magnusson
«закрыто»
ворота
Модель ионного
канала
пора
«открыто»
Калиевый канал
«открыто»
«закрыто»
«открыто»
НАТРИЕВЫЙ КАНАЛ
«закрыто»
ПЕРЕНОСЧИКИ
ПАССИВНЫЕ
переносчик глюкозы
ПЕРЕНОСЧИК ГЛЮКОЗЫ
Эритроциты человека – 1 полипептидная цепь – 492
аминокислоты – 13 гидрофильных сегментов – 12 гидрофобных
Классификация
переносчиков глюкозы
Glu T1 – эндотелий
Glu T2 – кишечник, печень,
почки
Glu T3 – нервные клетки
цитоплазма
Glu T4 – мышцы, жировая
ткань
Glu T5 –тонкий кишечник
ПЕРЕНОСЧИКИ
ПАССИВНЫЕ
переносчик глюкозы
АКТИВНЫЕ
первично активные переносчики
АТФазы – Nа+/К+ - АТФаза
вторично активные переносчики
перенос Na+ и глюкозы
НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ
1997
ЙЕНС СКОУ
«за открытие, ион - передающего энзима»
2
3
1
цитоплазма
4
5
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ
Nа/ К-АТФазы
В КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЕ
центр связывания
ионов
центр связывания с
АТФ
СВЯЗЫВАНИЕ ИОНОВ
НАТРИЯ И КАЛИЯ
В ИОННЫХ ЦЕНТРАХ
ФЕРМЕНТА
дикарбоновые
аминокислоты
ПЕРВИЧНО АКТИВНЫЙ
ТРАНСПОРТ
ВТОРИЧНО АКТИВНЫЙ
ТРАНСПОРТ
ВТОРИЧНО АКТИВНЫЙ
ТРАНСПОРТ
глюкоза
цитоплазма
Активный
транспорт
Облегченная
диффузия
ТРАНСПОРТ
ГЛЮКОЗЫ
ТРАНСПОРТ
МАКРОМОЛЕКУЛ
ВЕЗИКУЛЯРНЫЙ ПЕРЕНОС
ЭНДОЦИТОЗ
ЭКЗОЦИТОЗ
клатрин-зависимый эндоцитоз
фагоцитоз
кавеолин-зависимый эндоцитоз
макропиноцитоз
-флотиллин-зависимый эндоцитоз
- энтоз
ФАГОЦИТОЗ ЭРИТРОЦИТА МАКРОФАГОМ
Обратите внимание! Тонкий ободок цитоплазмы макрофага
обволакивает захваченный эритроцит
НОБЕЛЕВСКАЯ ПРЕМИЯ
1908
«в знак признания работ по
иммунитету»
Описание
двух
главных
механизмов
иммунитета:
клеточного (фагоцитоз) …
ЭНДОЦИТОЗ
 НЕСПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИЛИ КОНСТИТУТИВНЫЙ
СПЕЦИФИЧЕСКИЙ ИЛИ ОПОСРЕДУЕМЫЙ
РЕЦЕПТОРАМИ
лиганд
лиганд
=
рецептор
липопротеиновое тело
адаптин
клатрин
динамин
СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ
КЛАТРИНА
электронная микроскопия
СБОРКА КЛАТРИНОВОЙ СЕТИ
ТРИСКЕЛЕОН
КЛАТРИНА
СТРУКТУРА
КЛАТРИНОВОЙ
ОБОЛОЧКИ
электронная
микроскопия
Схема
расположения
трискелионов на поверхности
окаймленного пузырька.
трискелеон клатрина
36 трискелионов образуют
сеть из 12 пятиугольников и 8
шестиугольников
1
липопротеиновые тела
цитоплазма
2
клатрин
3
плазматическая
мембрана
4
ОБРАЗОВАНИЕ ОКАЙМЛЁННОГО ПУЗЫРЬКА ИЗ
ОКАЙМЛЁННОЙ ЯМКИ
Поглощение липопротеиновых частиц куриным ооцитом при
образовании желтка (по данным электронной микроскопии)
динамин
4
2
5
1
3
СТАДИИ ФОРМИРОВАНИЯ «ОКАЙМЛЕННЫХ» ПУЗЫРЬКОВ
(метод замораживания –травления)