Оглавление

Введение…………………………………………………………………………......6

1. Общие принципы организации везикулярного транспорта…………………...10

1.1. Понятие о везикулярном транспорте: определение, его роль в клетке и в организме в целом…………………………………...10

1.2. Общее представление об основных транспортных путях: биосинтетическом (экзоцитозном) и эндоцитозном. Ретроградный и антероградный транспорт………………………………………………..….12

1.3. Основные стадии транспортного процесса ………………………………..15

1.4. Малые ГТФазы, принципы их действия…………………………………....18

1.5. Формообразование и везикулярный транспорт: Роль липидов и белков………………………………………………………22

1.6. Методические подходы к изучению везикулярного транспорта………....24

2. Характеристика основных транспортных путей………………………………..28

2.1. Биосинтетический и экзоцитозный путь……………………………….......28

2.1.1. Основные компартменты биосинтетического пути: эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи……. …………28

2.1.2. Прохождение грузов через Аппарат Гольджи. Обзор современных гипотез………………………………………………………………….30

2.1.3. Транс-сеть аппарата Гольджи – основная сортирующая стадия биосинтетического пути……………………………………………....35

2.1.4. Секреторный, или экзоцитозный путь…………………………….….36

2.2. Эндоцитозный путь……………………………………………………….….38

2.2.1. Пути входа макромолекул в клетку……………………………….….38

2.2.2. Основные компартменты эндоцитозного пути. Ранние, рециклирующие и поздние эндосомы. Мультивезикулярные тела. Лизосомы………………………………………………………...41

2.2.3. Общие принципы организации эндоцитозного пути………………..43

2.2.4. Ранние эндосомы – главная сортирующая стадия эндоцитозного пути. Возможные механизмы сортировки на путь рециклирования и лизосомной деградации………………....45

2.2.5. Проблемы идентификации ранних и поздних эндосом. Современные представления об организации эндоцитозного пути. Роль мультивезикулярных тел и лизосом………………………………………………………………....47

3. Формирование транспортных везикул…………………………………………..55

3.1. Окаймления и их типы……………………………………………………....55

3.2. СОРI окаймление…………………………………………………………….56

3.3 COPII-окаймление……………………………………………………………60

3.4. Клатриновые окаймления. Строение адапторных комплексов семейства АР и GGA. Клатрин……………………………………………...61

3.4.1. Сборка GGA- и AP1-зависимых окаймлений………………………..64

3.4.2. Сборка AР3 окаймления………………………………………………65

3.4.3. Сборка AР4 окаймления………………………………………………66

3.4.4. Сборка и разборка АР2-окаймления……………………………….…67

3.4.5. Динамин – атипичная ГТФаза. Динамин-подобные белки…………72

3.4.6. Механизмы сортировки грузов в клатрин-окаймленные ямки……..74

3.4.7. Окаймления. Заключение………………………………….............76

4. Регуляция слияния мембран……………………………………………..………78

4.1. Характеристика компонентов системы NSF-SNAP-SNARE……………...80

4.1.1. Принцип действия SNARE-комплекса……………………………….82

4.2. Rab-белки, общая характеристика…………………………………….........86

4.2.1. Первый цикл после синтеза de novo……………………………...86

4.2.2. Rab-белки в регуляции слияния мембран. Рабочий цикл……...88

4.3. Взаимодействие Rab-белков и SNARE в ходе слияния мембран. 3 фазы слияния. Возможные механизмы реорганизации билипидных cлоев……………………………………………………...92

4.4. Полное слияние и полуслияние (semifusion). Механизм «kiss-and-run». Реорганизация липидных бислоев в процессе слияния…………………………………………...94

4.5. Rab- и SNARE- независимые механизмы слияния…………………...97

4.6. Роль ионов кальция в регуляции слияния……………………………..98

5. Rab-белки как “топ-менеджеры” клетки……………………………..…....103

5.1. Роль Rab-белков в транспортировке грузов………………………….103

5.2.. Rab-белки как организаторы мембранных территорий…………….104

6. Липиды и везикулярный транспорт……………………………………......108

6.1. «Трансмембранная» ассиметрия распределения липидов в мембранах………………………………………………………………..110

6.2 Латеральная ассиметрия распределения липидов в мембранах…….112

6.3. Липиды и формообразование………………………………………….116

6.4. Фосфатидилинозитиды как регуляторы транспортных процессов…………………………………………………………………....118

6.4.1. Фосфоинозитиды и экзоцитозный путь……………………………..121

6.4.2. Фосфоинозитиды на эндоцитозном пути. Механизм действия Vps34………………………………………………………………….122

6.4.3. Механизм действия фосфорилированых форм фосфоинозитида……………………………………….……………..125

7. Роль убиквитинирования в регуляции везикулярного транспорта белков….127

7.1.Типы убиквитинирования: моно-, мульти- и полиубиквитинирование.…………………………………………………..128

7.2. Убиквитин-конъюгирующая система. Деубиквитинирование. Убиквитин-узнающие домены……………………………………………..130

7.3. Убиквитинирование и регуляция эндоцитоза. Убиквитинирование белков-грузов и регуляторных белков…………………………………….133

7.4. Убиквитин-подобные белки, их роль в транспортных процессах. Связь убиквитин-зависимых механизмов сортировки белков с направлением инвагинации мембраны……………………………….…138

7.5 Убиквитинирование. Заключение……………………………………...140

8. АДФ-рибозилирование………………………………………………………….141

9. Роль цитоскелета в позиционировании органелл и транспортных процессах……………………………………………………………………..145

9.1. Типы цитоскелета, их основные характеристики…………………...145

9.2. Цитоскелет и позиционирование органелл………………………………………………………………….….148

9.3. Цитоскелет в транспортных процессах…………………………………...150

9.3.1. Цитоскелет и транспорт по антероградному пути………….…151

9.3.2. Цитоскелет и эндоцитозный путь…………………………….…152

9.3.3. Роль цитоскелета и везикулярного транспорта в обеспечении пигментации кожи и мимикрии………………..157

10. Везикулярный транспорт в митозных клетках……………………………….160

11. Регуляция эндоцитоза рецепторов ЭФР как пример функционирования транспортной машинерии ……………………………………………………..162

12. Эндоцитоз и передача сигнала………………………………………………...173

13. Патологии, связанные с нарушением функционирования транспортных систем…………………………………………………………..178

Заключение…………………………………………………………………………183

Библиографический список…………………………………………………..........184