Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

A vezikuláris transzport fő molekulái, jellemzői

Mielőtt megtárgyalnánk az egyes részfolyamatokat, egy közel sem teljes listán tekintsük át a vezikuláris transzport legfontosabb ismert résztvevőit.

szabályozó molekulák: a vezikuláris transzport két legfontosabb szabályozó molekulacsoportja: fehérjék és lipidek. A fehérjék a kis vagy monomerikus G protein szupercsaládba tartoznak. A vezikuláris transzportban legfontosabb G fehérjék a Rab és az ARF vagy ezzel rokon fehérjék. Ezek a molekulák mind kompartment specifikusak (pl. több mint 20 Rab fehérje szerepét ismerjük), azaz egyértelműen meghatározott, hogy melyik kompartmentben melyik Rab, illetve ARF fehérje épül be a membránba. Mint minden más G fehérje, ezek is GDP vagy GTP kötött formában lehetnek jelen a sejtben. A GTP kötött forma az aktív (amelyik beépül a membránba), míg a GDP kötött forma szolubilis, azaz kiválik a membránból és inaktív. A GTP és GDP kötés váltakozását olyan GAP–GEF fehérjepárok szabályozzák, mint amilyenekkel a sejtmagban a Ran nevű G fehérje esetében találkoztunk.

A kétféle G fehérje csoport funkciója eltérő: az ARF és rokon G fehérjék a COP fehér-jeburok (lásd COP burkos vezikulumok képződése, később) összeszerelését irányító molekulák. A Rab család monomer G fehérjéi pedig a vezikulumok lefűződését és kikötését (dokkolás) szabályozó fehérjék.
Azért tekinthetjük a transzport kulcsmolekuláinak ezeket a G fehérjéket, mert olyan doméneket tartalmaznak, amelyekhez kötődve az ún. Rab effektor fehérjék kapcsolódhatnak. Ezek a Rab effektor fehérjék lehetnek enzimek, adaptor fehérjék, fúziós fehérjék és mindazok a fehérjék, amelyekről a felsorolás további részében szó lesz.
Az ismert lipid szabályozó molekulák egy a jelátviteli mechanizmusban is fontos foszfolipidnek, a foszfatidil-inozitolnak a származékai. A cukor (inozitol) komponens C atomjai más és más variációban foszforilálódnak (specifikus kináz enzimek végzik a foszforilálást) és így jön létre az aktív molekula, pl. a PI(4,5)P, ami az inozitol 4 és 5 C atomján foszforilált terméket jelenti. Az inaktiválást, a foszfátcsoport lehasítását szintén specifikus foszfatázok végzik. Ezek a foszfoinozitidek is kompartment specifikus módon fordulnak elő a sejtben és a megfelelő Rab fehérjékhez és effektor fehérjékhez kapcsolódnak. Vannak olyan fehérjék, amelyek összeszerelődéséhez illetve aktiválódásához a megfelelő foszfoinozitid jelenléte kell. A különbség a Rab fehérjékhez képest, hogy ezek a komponensek mindig (aktív, illetve inaktív állapotban) a membránban találhatók.
A VII.1. táblázatban két példa található a GTP kötő fehérjék és a foszfoinozitidek kompartment specifikus megoszlására, és jellemző effektoraikra. A sokféle végrehajtó, azaz effektor molekula közül olyanokat választottunk, amelyek a jegyzetnek vagy ebben a részében vagy más fejezetben szóba kerülnek (EEA1-early endosome antigen 1, lásd a korai endoszóma tárgyalásánál; spektrin, lásd a sejtváz tárgyalásánál).

VII.1. táblázat. Szabályozó G fehérjék és lipidek

kompartment	G fehérje	foszfoinozitid	Effektor
Korai endoszóma	Rab5	PI(3)P Enzim: PIP(3) kináz	EEA1 feladata: SNARE kötése a membránhoz
TGN	ARF	PI(4)P és PI(4,5)P2	COPI fehérjék Spektrin: kapcsolat az aktin citoszkeletonnal

speciális szignálok: amelyek a megfelelő útra irányítják a molekulákat. Ilyen szignálok minden, a sejten belül zajló szállítási folyamatban szükségesek ahhoz, hogy a molekulák a megfelelő sejtalkotóba, illetve abból egy másikba átkerülhessenek. A vezikuláris transzport esetében ilyen szignálok: pl. M-6-P szignál a lizoszómális enzimeken; szortírozó szignál a szekréciós fehérjéken; tirozin alapú szignál azokon a receptorokon, amelyek a receptor mediált endocitózisban közvetítenek; retenciós (visszatartó) szignálok az ER-ban illetve a Golgiban maradó fehérjéken; ubiquitin szignál azokon a membránfehérjéken, amelyek multivezikuláris testbe kerülnek stb.
speciális burokképző fehérjék: ilyen, a vezikulumok citoplazmatikus felszínén összeszerelődő burokképző fehérjékkel találkozunk az endocitózis során, a TGN-ról lefűződő lizoszomális enzimeket szállító, és a szekréciós vezikulumoknál (klatrin); a kaveola esetében (kaveolin); valamint az ER-Golgi és a Golgi zsákok között szállító vezikulumok esetében (COP coatomer, ejtsd kotomer proteinek). Jellemző, hogy ezekből a burokképző fehérjékből is többféle forma létezik, amelyek szövetspecifikusak. A diverzitást az is növeli, hogy léteznek ma még nem azonosított burokképző fehérjék.
felismerő, ún. marker molekulák: ahhoz, hogy egy adott vezikulum elérje a rendeltetési helyét, fel kell tudni ismernie a megfelelő fogadó membránt. Ehhez a két membránnak rendelkeznie kell egy egymást felismerő molekulapárral. A vezikulum membránjában lévő felismerő molekulát vSNARE-nek (v = vezikulum), a fogadó membránban lévő molekulát pedig tSNARE-nek (t = target, azaz cél) nevezik. Ezek tehát kompartment specifikus molekulák, más vSNARE–tSNARE pár található a lizoszomális enzimeket szállító vezikulumokon és a késői endoszóma membránjában, mint a szekréciós vezikulum és a plazmamembrán membránjában. Ezen kívül ezek a molekulák képesek felismerni és kötni a fúzióhoz szükséges fehérjék egyikét, innen ered a nevük is (lásd a fúziós fehérjéknél). Homotipikus fúzió esetében, amikor két egyforma típusú membán fúzionál (pl. korai endoszóma korai endoszómával) a két membrán SNARE komponensei egyformák, heterotipikus fúzió esetében különbözők, de egymást felismerik és kapcsolódni képesek.
fúziós fehérjék: A felismeréshez szükséges SNARE párok egyben a membránfúzió alapvető molekulái is. Ezek mellett a membránfúziót egyéb fúziós fehérjék is segítik, azaz a membránok fúziójához szükséges egy ún. fúziós komplex.
lefűződést végrehajtó mechanoenzim: az első ilyen fehérje, amelyet megismertek, az a klatrin burkos vezikulumok lefűződésében fontos dinamin nevű fehérje volt. Ez is G fehérje, de más családba tartozik és a mérete is nagyobb, mint a kis G fehérjéké. Mára már kiderült hogy dinamin típusú fehérjék játszanak szerepet a kaveola lefűződésében, és kimutatták a jelenlétét a késői endoszómákban és a Golgi transzport folyamatoknál is. A dinamin oligomer formában a lefűződő membránon gyűrű vagy spirál alakú struktúrát hoz létre. A membránlefűződés pontos mechanizmusa nem ismert, de azt igazolták, hogy amikor a dimanin GTP-t bont, akkor konformáció változás történik a molekula szerkezetében, amely a molekula hosszanti és radiális méretének csökkenésével jár, és ez vezethet a lefűződéshez.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_630/#m1338setb_630 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_630/#m1338setb_630)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_630/#m1338setb_630)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

VII.1. ábra.

a kép: a dinamin spontán szerveződése gyűrű alakú képletté (negatív festés, EMos kép). b kép: A dinamin elhelyezkedése egy lefűződő klatrin burkos vezikulum nyaki régiójában TEM-os kép

A lefűződésben fontos szerepe van azoknak a dinaminnal együttműködő egyéb fe-hérjéknek, amelyek a membrán területén csoportosulnak. Pl. azoknak a lipid módosító enzimeknek, amelyek lehetővé teszik a membrán lipidösszetételének megváltozását, így segítve a vezikulum lefűződését.

citoszkeletális (sejtváz) elemek: az egyes vezikulumok szállítása a sejt kompartmentek között a citoszkeleton közreműködését is igényli. Mind az aktin filamentumok, mind pedig a mikrotubulusok részt vesznek ezekben a folyamatokban a hozzájuk kapcsolódó motorfehérjék segítségével. Ezeknek a folyamatoknak a részleteire a citoszkeleton tárgyalásánál térünk ki.

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