Endocitosis mediada por receptores
Proceso por el cual las células absorben materiales.
Mecanismo de endocitosis dependiente de clatrina

La endocitosis mediada por receptores ( EMR ), también llamada endocitosis mediada por clatrina , es un proceso mediante el cual las células absorben metabolitos , hormonas , proteínas (y en algunos casos virus ) mediante la gemación hacia el interior de la membrana plasmática ( invaginación ). Este proceso forma vesículas que contienen las sustancias absorbidas y está estrictamente mediado por receptores en la superficie de la célula. Solo las sustancias específicas del receptor pueden ingresar a la célula a través de este proceso.

Proceso

Aunque los receptores y sus ligandos pueden introducirse en la célula a través de unos pocos mecanismos (por ejemplo, caveolina y balsa lipídica ), la endocitosis mediada por clatrina sigue siendo la mejor estudiada. La endocitosis mediada por clatrina de muchos tipos de receptores comienza con la unión de los ligandos a los receptores en la membrana plasmática de la célula. El ligando y el receptor reclutarán entonces proteínas adaptadoras y triskeliones de clatrina a la membrana plasmática alrededor de donde tendrá lugar la invaginación. A continuación, se produce la invaginación de la membrana plasmática, formándose una fosa recubierta de clatrina. [1] Otros receptores pueden nuclear una fosa recubierta de clatrina, lo que permite la formación alrededor del receptor. Una fosa madura se escindirá de la membrana plasmática mediante el uso de proteínas de unión y fisión a la membrana, como la dinamina (así como otras proteínas del dominio BAR ), [2] formando una vesícula recubierta de clatrina que luego se despoja de la clatrina y normalmente se fusiona con un endosoma de clasificación . Una vez fusionada, la carga endocitada (receptor y/o ligando) puede luego clasificarse en vías de tráfico lisosomal , de reciclaje u otras. [1]

Función

La endocitosis se desencadena cuando se activa un receptor específico en la endocitosis mediada por receptores.

La función de la endocitosis mediada por receptores es diversa. Se utiliza ampliamente para la captación específica de ciertas sustancias requeridas por la célula (los ejemplos incluyen LDL a través del receptor de LDL o hierro a través de la transferrina ). El papel de la endocitosis mediada por receptores es bien reconocido como una regulación positiva y negativa de la transducción de señales transmembrana, pero también puede promover la transducción de señales sostenida. [3] El receptor activado se internaliza y se transporta a endosomas tardíos y lisosomas para su degradación. Sin embargo, la endocitosis mediada por receptores también está activamente implicada en la transducción de señales desde la periferia celular al núcleo. Esto se hizo evidente cuando se encontró que la asociación y formación de complejos de señalización específicos a través de la endocitosis mediada por clatrina es necesaria para la señalización eficaz de las hormonas (p. ej., EGF ). Además, se ha propuesto que el transporte dirigido de complejos de señalización activos al núcleo podría ser necesario para permitir la señalización, debido al hecho de que la difusión aleatoria es demasiado lenta, [4] y los mecanismos que regulan negativamente de forma permanente las señales entrantes son lo suficientemente fuertes como para apagar la señalización por completo sin mecanismos de transducción de señales adicionales. [5]

Experimentos

Utilizando colorantes fluorescentes o EM visibles para marcar moléculas específicas en células vivas, es posible seguir la internalización de moléculas de carga y la evolución de un hoyo recubierto de clatrina mediante microscopía de fluorescencia y microscopía inmunoelectrónica. [6] [7]

Como el proceso no es específico, el ligando puede ser un transportador de moléculas más grandes. Si la célula diana tiene un receptor pinocítico específico conocido , los fármacos pueden unirse y serán internalizados.

Para lograr la internalización de nanopartículas en células, como las células T , se pueden utilizar anticuerpos para dirigir las nanopartículas a receptores específicos en la superficie celular (como CCR5 ). [8] Este es un método para mejorar la administración de fármacos a las células inmunes.

Se ha informado del desarrollo de inhibidores peptídicos fotoconmutables de las interacciones proteína-proteína implicadas en la endocitosis mediada por clatrina (péptidos de semáforo) [9] [10] [11] y de inhibidores fotoconmutables de moléculas pequeñas de dinamina (Dynazos) [12] . Estos compuestos fotofarmacológicos permiten el control espaciotemporal de la endocitosis con luz.

Características

  • Inducción a los pocos minutos de exposición al exceso de ligando.
  • La formación de estas vesículas es sensible a la inhibición por wortmanina [ cita requerida ]
  • El inicio de la formación de vesículas puede retrasarse o inhibirse por variaciones de temperatura.

Véase también

Referencias

  1. ^ ab Sorkin A, Puthenveedu MA (1 de enero de 2013). "Endocitosis mediada por clatrina". En Yarden Y, Tarcic G (eds.). Tráfico de vesículas en el cáncer . Springer Nueva York. págs. 1–31. doi :10.1007/978-1-4614-6528-7_1. ISBN 978-1-4614-6527-0.
  2. ^ Kaksonen M, Roux A (mayo de 2018). "Mecanismos de endocitosis mediada por clatrina". Nature Reviews. Biología celular molecular . 19 (5): 313–326. doi :10.1038/nrm.2017.132. PMID  29410531. S2CID  4380108.
  3. ^ Thomsen AR, Plouffe B, Cahill TJ, Shukla AK, Tarrasch JT, Dosey AM, et al. (agosto de 2016). "El supercomplejo GPCR-proteína G-β-arrestina media la señalización sostenida de la proteína G". Cell . 166 (4): 907–919. doi :10.1016/j.cell.2016.07.004. PMC 5418658 . PMID  27499021. 
  4. ^ Howe CL (octubre de 2005). "Modelado de la hipótesis de señalización del endosoma: por qué un impulso hacia el núcleo es mejor que un paseo (aleatorio)". Theoretical Biology & Medical Modelling . 2 (1): 43. doi : 10.1186/1742-4682-2-43 . PMC 1276819 . PMID  16236165. 2:43. 
  5. ^ Kholodenko BN (junio de 2003). "Organización en cuatro dimensiones de las cascadas de señalización de la proteína quinasa: los roles de la difusión, la endocitosis y los motores moleculares". The Journal of Experimental Biology . 206 (Pt 12): 2073–2082. doi : 10.1242/jeb.00298 . PMID  12756289. 206, 2073-2082.
  6. ^ Kirchhausen T (noviembre de 2009). "Obtención de imágenes de estructuras de clatrina endocítica en células vivas". Tendencias en biología celular . 19 (11): 596–605. doi :10.1016/j.tcb.2009.09.002. PMC 2796618 . PMID  19836955. 
  7. ^ Weigel AV, Tamkun MM, Krapf D (noviembre de 2013). "Cuantificación de las interacciones dinámicas entre un foso recubierto de clatrina y moléculas de carga". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (48): E4591–E4600. Bibcode :2013PNAS..110E4591W. doi : 10.1073/pnas.1315202110 . PMC 3845133 . PMID  24218552. 
  8. ^ Glass JJ, Yuen D, Rae J, Johnston AP, Parton RG, Kent SJ, De Rose R (abril de 2016). "Focalización de nanopartículas proteicas por parte de células inmunitarias humanas: caveosferas". Nanoscale . 8 (15): 8255–8265. Bibcode :2016Nanos...8.8255G. doi :10.1039/C6NR00506C. PMID  27031090.
  9. ^ Nevola L, Martín-Quirós A, Eckelt K, Camarero N, Tosi S, Llobet A, et al. (julio de 2013). "Péptidos grapados regulados por luz para inhibir las interacciones proteína-proteína implicadas en la endocitosis mediada por clatrina". Angewandte Chemie . 52 (30): 7704–7708. doi :10.1002/anie.201303324. PMID  23775788.
  10. ^ Martín-Quirós A, Nevola L, Eckelt K, Madurga S, Gorostiza P, Giralt E (enero de 2015). "La ausencia de una estructura secundaria estable no es una limitación para los inhibidores fotoconmutables de la interacción proteína-proteína β-arrestina/β-Adaptina 2". Química y biología . 22 (1): 31–37. doi : 10.1016/j.chembiol.2014.10.022 . PMID  25615951.
  11. ^ Prischich D, del Dedo JE, Cambra M, Prat J, Camarero N, Nevola L, et al. (abril de 2021). "Inhibición dependiente de la luz de la endocitosis mediada por clatrina en levadura". bioRxiv : 2021.04.01.432428. doi :10.1101/2021.04.01.432428. S2CID  233175680.
  12. ^ Camarero N, Trapero A, Pérez-Jiménez A, Macia E, Gomila-Juaneda A, Martín-Quirós A, et al. (septiembre de 2020). "Corrección: Análogos de dynasore fotoconmutables para controlar la endocitosis con luz". Ciencia Química . 11 (35): 9712. doi : 10.1039/D0SC90189J. PMC 7495901 . PMID  33016959. 
  • CytoChemistry.net: una conferencia sobre RME con algunas imágenes interesantes
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