Endocitózis és lizoszóma-képződés

A lizoszómák egyik fő funkciója a sejten kívülről endocitózis útján felvett anyagok emésztése, amelyet a 12. fejezetben részletesen tárgyalunk. A lizoszómák szerepe az endocitózis által felvett anyag megemésztésében azonban nemcsak a lizoszómák funkciójára, hanem a kialakulásukra is vonatkozik. A lizoszómák különösen a transz Golgi-hálózatból bimbózó transzportvezikulák és az endoszómák fúziója révén jönnek létre, amelyek az endocitózis által a plazmamembránon felvett molekulákat tartalmazzák.

A lizoszómák képződése tehát metszéspontot jelent a szekréciós útvonal – amelyen keresztül a lizoszomális fehérjék feldolgozása történik – és az endocitikus útvonal – amelyen keresztül az extracelluláris molekulák a sejtfelszínre kerülnek – között (9.36. ábra). A sejten kívülről származó anyagot a klatrinbevonatú endocitikus vezikulák veszik fel, amelyek a plazmamembránból bimbóznak ki, majd összeolvadnak a korai endoszómákkal. A membránkomponensek ezután visszakerülnek a plazmamembránba (ezt részletesen a 12. fejezetben tárgyaljuk), és a korai endoszómák fokozatosan késői endoszómákká érnek, amelyek a lizoszómák előfutárai. Az endoszóma érése során az egyik fontos változás a belső pH körülbelül 5,5-re történő csökkentése, ami kulcsszerepet játszik a lizoszomális savas hidrolázok transz Golgi-hálózatból történő szállításában.

9.36. ábra

Endocitózis és lizoszóma-képződés. A molekulákat a sejten kívülről endocitikus vezikulákban veszik fel, amelyek összeolvadnak a korai endoszómákkal. A membránkomponensek újrahasznosulnak, ahogy a korai endoszómák késői endoszómákká érnek. A savakat szállító transzportvezikulák (tovább…)

Amint azt korábban tárgyaltuk, a savas hidrolázok mannóz-6-foszfát maradékok révén a lizoszómákba irányulnak, amelyeket a transz-Golgi hálózatban lévő mannóz-6-foszfát receptorok felismernek, és klatrin bevonatú vezikulákba csomagolnak. A klatrinbevonat eltávolítását követően ezek a transzportvezikulák összeolvadnak a késői endoszómákkal, és a savas belső pH hatására a hidrolázok disszociálnak a mannóz-6-foszfát receptorról (lásd a 9.36. ábrát). A hidrolázok így az endoszóma lumenébe kerülnek, míg a receptorok a membránban maradnak, és végül visszakerülnek a Golgiba. A késői endoszómák ezután lizoszómákká érnek, mivel megszerzik a savas hidrolázok teljes komplementerét, amelyek megemésztik az eredetileg az endocitózis által felvett molekulákat.