Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

Az endoszomális–lizoszomális kompartment működése

Az alábbiakban a receptor mediált endocitózissal bekerült vezikulumok további sorsát követjük nyomon, de hasonló folyamatok játszódnak le a többi vezikulum esetében is. A legtöbb egyéb módon bekerült anyagot tartalmazó vezikulum vagy egy késői endoszómával vagy már egy működő lizoszómával képes fúzionálni.

A klatrin burok leválása után, amely ATP igényes folyamat, a vezikulum a korai endoszómával fúzionál. A korai endoszóma az első fogadó és szortírozó állomás, ahonnan a bejutott anyagok együtt vagy egymástól elkülönülve haladnak tovább. A receptor és ligandjának sorsa többféle is lehet:

a receptor és ligandja szétválik, és külön útvonalra kerülnek
a receptor és ligandja együtt kerülnek tovább
a receptor és ligandja transzcitózissal áthalad a sejten

1/1.	Az első lehetőségre példa az LDL receptorhoz kötött LDL részecske esete. Az LDL részecske egy speciális fehérjéhez, mint szállító molekulához kötve, hosszú láncú zsírsavakhoz észter-kötéssel kapcsolt többszáz koleszterin molekulát tartalmaz. Az LDL receptor, mint ligandot a szállító fehérjét ismeri fel és köti meg. A korai endoszóma enyhén savas pH-jának köszönhetően a receptorról a részecskék leválnak és lefűződő vezikulumokban a multivezikuláris testbe, majd a késői endoszómába szállítódnak. A receptor viszont a reciklizáló endoszómába kerül, ahonnan kis, receptorokat szállító vezikulumokban, más plazmamembrán fehérje és lipid komponensekkel együtt visszakerülnek a plazmamembránba.
1/2.	A transzferrin (vérben vasat szálló fehérje) esetében a helyzet annyiban más, hogy a transzferrin receptor kötötte ligand, a transzferrin-vas komplex elemei közül csak a ligand egyik része, a vas válik le a korai endoszómában, míg a transzferrin (vas nélküli neve apotranszferrin) a receptorral együtt visszakerül a plazmamembránba, ahol a neutrális pH-n a receptor elengedi az apotranszferrint és így ez újabb vas megkötésére lesz képes.
2.	A másik lehetőségre példa az EGF (epidermális növekedési faktor) és receptorának sorsa. A korai endoszómában nem válnak szét, hanem együtt kerülnek tovább a multivezikuláris testbe. A multivezikuláris testbe azok a membránfehérjék és receptorok jutnak be, és nem kerülnek vissza a plazmamembránba, amelyek egy speciális szignált, ubiquitin jelzést viselnek. Ezek együtt a multivezikuláris testben zajló válogatás révén a késői endoszómába, majd a lizoszómába kerülnek, ahol lebomlanak. Ez egy speciális szabályozás része, amely a plazmamembránban lévő EGF receptor mennyiségét csökkentve (receptor downreguláció), szabályozza a növekedési faktor receptorának számát, és a sejt hormonhatásra adott válaszkészségét.
3.	Az endoszómális kompartmentbe kerülő anyag kikerüli a lizoszómális útvonalat és a sejt egyik felszínéről pl. a másik felszínére szállítódik. Ez az úgynevezett transzcitózis jelensége. Pl. így jutnak át az anyai immunglobulinok (ellenanyagok) az anyatejből az újszülött bélhámsejtjein, anélkül, hogy lebomlanának. Ebben az esetben klatrin burkos vezikulumok közvetítésével történik a transzcitózis míg a már említett albumin esetében kaveola közvetítésével.

A késői endoszómák azonkívül, hogy fogadják a szortírozott anyagokat, kétirányú vezikuláris transzport révén a TGN-nel is kapcsolatban állnak.

A TGN-ről lefűződő, a lizoszómális enzimeket és a lizoszomális membránfehérjéket szállító transzport vezikulumok célpontja a késői endoszóma. A TGN-ről lefűződő vezikulumoknak is klatrin burka van. Az M-6-P receptorok által megkötött enzimek a késői endoszóma erősebben savas pH-jú közegében leválnak a receptorokról, és a lumenbe kerülnek ahol aktiválódnak. Ebben a közegben a lizoszómális enzimekről a mannózon lévő foszfátcsoport lehasad, ami megakadályozza, hogy az enzimek visszakapcsolódjanak a receptorokhoz és visszatérjenek a Golgiba. A receptorok ugyanis összegyűlnek, és kis vezikulum formájában lefűződnek a késői endoszómáról, majd visszatérnek a TGN-be újabb szállítmányért (VI.6. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_598/#m1338setb_598 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_598/#m1338setb_598)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_598/#m1338setb_598)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

VI.6. ábra. A lizoszómális enzimek szortírozása és a késői endoszómába való szállítása

A késői endoszóma, ahogy a lizoszomális fehérjék feldúsulnak a membránjában, a M-6-P receptorok pedig eltűnnek a membránjából, és a lumenében nagy menynyiségű aktív lizoszomális enzim halmozódik fel – átalakul lizoszómává, ahol megtörténik az ideérkezett anyagok lebontása. A lizoszómák több mint 40 féle bontó enzimet tartalmaznak, többek között proteázokat, nukleázokat, glikozidázokat, foszfatázokat stb... Ezen enzimeket közös néven savas hidrolázoknak nevezik, ami az enzimek közös tulajdonságára, a savas pH-n való optimális enzimaktivitásukra utal.

A lizoszómáknak nemcsak az enzimjei speciálisak, de a membránfehérjéi is. Ezek ugyanis nagymértékben glikoziláltak, ami megvédi őket az enzimek bontó hatásától. Másrészt a membrán számos olyan transzporter molekulát is tartalmaz, ami az emésztés során keletkezett hasznosítható monomereket (aminósavak, cukrok, nukleotidok) kijuttatja a citoplazmába további felhasználásra.

A fentieket összefoglalva elmondhatjuk, hogy a lizoszómák méretüket, megjelenésüket tekintve rendkívül heterogén képletek, ami abból adódik, hogy számos különféle eredetű és méretű komponens, molekula lebontását végzik, lásd VI.7. ábra.

Az emésztetlen anyagokat tároló lizoszómák esetleg kiürülhetnek a sejtekből (pl. májsejtek az epével választják ki), ha pedig nem ürülnek ki a sejtből, akkor zárványként felhalmozódnak a citoplazmában (pl. idegsejtekben), mint reziduális testek. Ilyen „salakanyagokat” tartalmazó reziduális test akkor is létrejöhet, ha pl. a sejtet valamilyen károsító hatás éri és fokozott autofágia lép fel. A sejt nem tud „megbirkózni” az anyagok lebontásával és a reziduális testek felhalmozódnak a citoplazmában.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_604/#m1338setb_604 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_604/#m1338setb_604)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_604/#m1338setb_604)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

VI.7. ábra.

A: a képen lizoszomális enzimeket szállító Golgi transzport vezikulumok (régi név: primer lizoszóma – nyílhegy mutatja) és működő lizoszóma (régi név: szekunder lizoszóma) TEM-os képe látható. B: a képen salakanyagot tartalmazó reziduális test (lipofuscin szemcse) TEM-os képe látható (régi név: tercier lizoszóma – vastag nyíl mutatja)

A lizoszomális működésben is keletkezhetnek zavarok. Ezeket a hibákat lizoszóma tárolási betegségeknek nevezik, amelyek hátterében öröklődő génhiba húzódik meg. Pl. ha valamelyik lizoszomális enzimet kódoló gén mutált, és a fehérjetermék funkcióképtelen enzim, a lizoszómákban felhalmozódhatnak ezen enzim emésztetlen szubsztrátjai és szintén reziduális testek jönnek létre. Pl. Tay-Sachs betegség, ahol a membránból származó ganglioszidok lebomlása nem szenved zavart.

Összefoglalva:

Az endoszomális–lizoszomális kompartmenten belül a lizoszóma az a sejtalkotó, amely az idekerült anyag származásától függetlenül, a sejten belüli anyaglebontás fő helye, míg a kompartment többi tagja a különböző helyekről érkező anyagok fogadását, és szortírozását végzi.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 704 4

Orvostudomány Semmelweis Kiadó könyvei

Reméljük, hogy a hallgatóknak nemcsak egy olyan jegyzetet készítettünk, amelyet meg kell tanulniuk, de sikerült belevinnünk azt az érzést is, amely a jegyzet megírásakor és átírásakor eltöltött minket. Ez az érzés a csodálat. Milyen csodálatos kis egység a sejt, milyen tökéletesen és logikusan szervezett! Mi sem, és így a hallgató sem menekülhet meg a molekuláris szemlélettől, amely manapság a biológia és az orvostudomány minden területén uralkodóvá vált. Igyekeztünk csak annyi molekulát és molekuláris mechanizmust megemlíteni, amelyet feltétlenül szükségesnek tartottunk a sejtben zajló folyamatok megismeréséhez és megértéséhez. Kívánjuk, hogy a leírtak segítsék a hallgatókat más tárgyak anyagának megértésében és elsajátításában is. A jegyzet immáron negyedik, javított kiadását tartják a kezükben és persze ez is több, mint az előző. Mentségünkre legyen mondva a többlet nemcsak több szöveget, de több képanyagot és ábrát is jelent. Reméljük ez segít jobban megérteni a sejtekben zajló, néha bizony komplikált eseményeket. (a szerzők)

Hivatkozás: https://mersz.hu/darvas-laszlo-sejtbiologia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero