ХОМЯКОВ Ю Н ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЭНДОЦИТОЗА Связь

ХОМЯКОВ Ю. Н. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЭНДОЦИТОЗА

Связь процессов эндо- и экзоцитоза

Мембранные внутриклеточные компартменты

Энергетическая оценка процесса. Предпосылки p p p p Средняя масса белков в мембране 160 к. Да Средняя плотность белков на мембране 1. 4 г/см 3 Средний поперечник молекулы 7. 12 нм Среднее содержание белков в «белковой» части мембраны 84. 5% Поверхностная концентрация белка 2. 2*1016 Среднее время процесса эндоцитоза 8 с, экзоцитоза – 0. 1 с Наименьший радиус окаймленной ямки 47. 8 нм

Энергетическая характеристика процесса. Энергия Гиббса образования везикулы p p p Энергия гидрофобного контакта молекул белка Энергия гидрофобного взаимодействия внутри белковой глобулы Электростатические взаимодействия Энергия «вытесненного объема» с изменением структуры воды в ближайшем окружении Энергия замыкания кавеоли в везикулу

Энергетическая характеристика эндоцитоза p p p Плотность химически индуцированной энергии Гиббса 0. 37 м. Дж/м 2 Энергия образования кавеоли – 5. 18*10 -18 Дж Энергия образования везикулы из кавеоли 5. 2*10 -19 Дж

Энергия сборки-разборки клатринового окаймления p p p Энергия сборки-разборки клатринового окаймления 2. 3*10 -18 Дж/везикулу Количество молекул клатрина – около 100 Сборка одного трискелиона – 1 АТФ В среднем одна везикула – 36 трискелионов Одна везикула – 36 молекул АТФ – 1 глюкоза

- Клатрин - АР 2 Организация участка инвагинации Формирование окаймленной ямки - Другие белки - Динамин - Вспомогательные белки - Актиновые филаменты - Белки цитоскелета Формирование окаймленного пузырька Обособление везикулы, перемещение и высвобождение содержимого

А. Нуклеация мономер димер тример Б. Динамика и организация F-актина 35, 5 nm «минус» конец 71 nm «плюс» конец

Трансмембранный транспортный белок Синаптоянин Эндофилин b-аррестин АР 2 адапторный комплекс Динамин Клатрин Амфифизин Эпсин Numb Eps 15 AP 180 Hsc 70 Ауксилин POB 1 Ese

Рецептор Лиганд Ямка в оболочке (клатриновая) Плазматическая мембрана Возвратная эндосома Клатриновая оболочка Везикула (пузырек) в оболочке Ранняя эндосома Фермент Мультивезикулярные тела Аппарат Гольджи Позднняя эндосома ЭФФЕКТ

1 2 р Рецептор Транспорт не идет в отсутствие Man-6 - р р 3 4 Эндо- лизосома 7 8 р 5 Снижение р. Н, изменение конформации Первичная лизосома р 6

В мире описано более 1000 мутаций в гене рецептора ЛНП, которые каталогизированы на Интернетcтраницах: The LDL receptor mutation database, Universal LDLR mutation database, HGMD, OMIM.

Рецептор АФП Эндоцитоз ЦП АФП Опухолевая клетка Гибель опухолевых клеток Нормальная клетка

Аксон Синаптическая щель Нейромедиатор Рецептор Постсинаптические клетки

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ наночастицы антиген антитело лекарство Токсин Антигенпредставляющая клетка Презентация антигена и запуск иммунного ответа Инактивация токсинов Доставка лекарственных средств

Контроль транскрипции и передача сигнала Факторы роста Са++ Гормоны Цитокины Стероиды р Са++ р AC S T A T JAK c. AMP MAPK р Са. МК р PKА р JNK р ЛПС, фактор некроза опухоли Ik. B р50 р65 Цитоплазма р Fos Jun Ets-1 р CREB NCo-R CREB/Jun SRC-1 NR CBP/p 300 E 1 a/Fos SRC-1 STAT р S T A T р р50 р65 Ядро

Мишени экспериментальной терапии лихорадки Эбола

РЕЦЕПТОРНЫЕ И СИГНАЛЬНЫЕ МОЛЕКУЛЫ, УЧАСТВУЮЩИЕ В РЕГУЛЯЦИИ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ CD 19 CD 20 CD 3 lgb lga slg TCR CD 40 HLA-D CD 22 CR 1 (CD 35) CD 28 Т-клетки CR 2 (CD 21) В-клетки CD 72 CD 5[=Ly 1] CD 5 CD 7 Fcg. RII(CD 32) ME-R

Взаимодействие ДК с наивными Т-лимфоцитами Сигнал 1 МНС-TCR Т-лимфоцит ДК Захват антигена Рецепторы маннозы, комплемента, Ig. G; TLR, жидкофазный эндоцитоз, фагоцитоз Процессинг Протеолиз Образование комплексов пептидов с белками МНС I и II и их транспорт на мембрану Сигнал 1 Сигнал 2 СD 80/CD 86 -CD 28 B 7 RP-ICOS DC-SIGN-ICAM-3 CD 40 L-CD 40 OX 40 -OX 40 L TRANCE-R Цитокины Т-клеточный ответ Пролиферация Дифференцировка Миграция

Принципы индукции антиген-специфического иммунного ответа при вакцинации Вакцины, стимулирующие антителообразование Клеточные вакцины Антигенпрезентирующая клетка ДНК-плазмиды Псевдовирионы Пептиды Рекомбинантные белки Живые вирусные бактериальные векторы Эндогенные антигены Экзогенные антигены МНС II СD 8+/ TCR СD 4+/ TCR СD 8+ CTLs СD 4+ TH 1 МНС класс I и II СD 4+ TH cells СD 4+ TH 2 МНС класс II B cells

Вакцинация с применением антиген-презентирующих клеток Периферическая кровь Культивирование Антиген-презентирующие клетки (АРС) Введение больному - вектор, содержащий ген, кодирующий продукцию определенного цитокина, ко-фактора или токсического продукта - опухолевые клетки

Аутофагия и внутриклеточный транспорт

Эндоцитоз и миграция клеток

Этапы миграции клеток

Клеточная миграция и рост сосудов

Adenovirus 20 nm 80 nm 20 nm

Молекулярные аспекты патогенеза гриппа

Рецептор-опосредованный клатрин-зависимый эндоцитоз вирусов Наименование вирусов Рецепторы Вирус гепатита С CD 81, SR-BI, CLDN-1, OCLN-1 Переносимые комарами флавивирусы (клещевой энцефалит, энцефалит долины Мюррей, японский энцефалит) Олиго и полисахариды (в частности гепарин, глюкозамингликаны), мембранные белки Флавивирусы в условиях культивирования Рецепторы ЛНП, Интегрины, лектины С-типа

Эндоцитоз и внутриклеточный транспорт

НАПРАВЛЕННЫЙ ТРАНСПОРТ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ПЭГ ДНК Лиганд ДНК-комплекс Целевой рецептор на клетке-мишени Специфическая направленная доставка Стократное возрастание уровня экспрессии целевого гена в клетках-мишенях Системы направленной доставки генетического материала в опухолевые клетки Система Разработчик PEGylated transferrin-PEI-DNA Boehringer Ingelheim , University of Vienna, Austria Transferrin-coated liposome-DNA Lombardi Cancer Center, Washington, DC, USA PEG-coated liposome-DNA Inex Pharmaceuticals, British Columbia, Canada Lipid-Polymer-DNA Targeted Genetics, Seattle, WA, USA Vaccinia vector National Cancer Institute, Bethesda, MD, USA Recombinant Salmonella Vion Pharmaceuticals, New Haven, CT, USA a-фетопротеин-антисмысловой олигонуклеотид Москва, Россия, С. Е. Северин

7 РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПРИНЦИПОВ НАПРАВЛЕННОГО ТРАНСПОРТА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ В ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЦЕПТОР-ОПОСРЕДОВАННОГО ЭНДОЦИТОЗА B-цепь A-цепь C C Скорость эндоцитоза (fmole/106 клеток/ час) N NGF (Mr 26, 5 k. Da, димер) Bueker (1948) Levi-Montalcini (1951, 1952) C-пептид Белковые факторы роста 0, 3 70 N EGF (Mr 6 k. Da) Cohen (1962) C N I II AFP (Mr 74 k. Da) Татаринов (1965) Абелев (1971) Гликозид Tранспортный домен C III 200

Эндоцитоз , РНК-интерференция и наночастицы Использование феномена РНК-интерференции (RNAi) в технологии наночастиц, с помощью которых осуществляется доставка небольших РНК, блокирующих м. РНК в опухолевых клетках. Таким образом блокируется образование транскрипционного фактора ID 4, гиперпродукция которого наблюдается пр некоторых опухолях яичников. Совместная публикация исследователей из Harvard и MIT online Aug. 2015 Science Translational Medicine.

Конец