Clathrin-coated vesicles

Roth T und Porter K (1964)

Mit „Clathrin-coated vesicles“ werden intrazelluläre Partikel mit einem Durchmesser von 50–250 nm bezeichnet, die zytoplasmaseitig von einem stacheligem Belag (engl. coat) überzogen sind in der das Protein Clathrin (relative Molekülmasse 650 000) den Hauptbetandteil bildet. Weiterhin findet sich in  diesem Vesikelmantel das 900 Aminosäuren-lange Dynamin, das GTP binden und hydrolysieren kann. Clathrin-umhüllte Vesikel entstehen am Golgi-Apparat. Sie sind am vesikulären Transport von Substanzen zwischen dem Golgi-Apparat, Lysosomen und anderen Organellen beteiligt.

Die Clathrin umhüllten (Coated vesicles) Vesikel bilden sich, bei der durch spezifische Rezeptoren induzierten Endozytose (z.B. von Makromolekülen), aus den sog. coated pits. Coated pits sind Vertiefungen in der Plasmamembran der Zelle, die durch kleine Einstülpung der Plasma-Membran entstehen. Kurz nach ihrer Entstehung verlieren die coated vesicles ihre Clathrin-Proteinhülle. Ein ATP-abhängiges Protein, die uncoating ATPase, entfernt Clathrin von den Vesikeln.

Derartige „hüllenlose“ Vesikel werden auch frühe Endosome (early endosome) genannt. Das frühe Endosom ist die Sortierstation der Zelle. Es sorgt dafür, dass nicht alle internalisierten Substanzen in Lysosomen abgebaut werden. Frühe Endosomen können mit bestimmten anderen Vesikeln (sorting vesicle) zu sog. späten Endosomen (late endosome) fusionieren. Späte Endosome kennzeichnen sich durch einen erniedrigten pH-Wert im Innern (pH 5-6). Dadurch dissoziieren in ihrem Inneren Liganden und Rezeptoren. Die Liganden sammeln sich im Lumen der Vesikel. Die Rezeptoren sammeln sich in kleinen schlauchförmigen Ausstülpungen der Vesikelmembran. Diese werden dann mit ihrem Inhalt abgeschnürt und können so wieder recycelt werden. Das verbleibende Vesikel mit den verbleibenden Liganden, verschmilzt nunmehr mit Lysosomen. Dort werden sie durch lysosomale Enzyme abgebaut und weiter verwertet. Proteine werden z.B. in ihre Aminosäurefraktion zerlegt. LDL-Partikeln werden in Fettsäuren und Cholesterol gespalten.

Die Clathrin-vermittelte Endozytose ist sowohl für die Rezeptor vermittelte Aufnahme wichtiger Transportproteine wie LDL (low density lipoprotein) und Transferrin verantwortlich, als auch für die Aufnahme von Wachstumsfaktoren und PeptidHormonen (Lakkaraju A et al. 2002).

1. Lakkaraju A et al. ( (2002). Low-density lipoprotein receptor-related protein mediates the endocytosis of anionic liposomes in neurons. J Biol Chem 277: 15085-15092.
2. Roth T und Porter K (1964). Yolk protein uptake in the oocyte of the mosquito Aedes aegypti. J Cell Biol 20: 313 - 330.