A burok elvesztése és a vezikulák transzportja

Lefűződés után a vezikula gyorsan elveszti burkát (5. ábra). Ez igen fontos lépés, hiszen így kerülhetnek felszínre azok a - még a képződés során a membránba integrálódott - komponensek, amelyek a sejtváz mentén történő vándorlást és a fúziót is lehetővé teszik. Vajon milyen hatásra válik le valamennyi, a vezikulát polimerként beborító burokfehérje?

Ahogy erről már szó esett, a kis G-fehérjék saját belső GTP-áz-aktivitással bírnak, ezért egyfajta időzítőként működhetnek. Akár megfelelő GAP-ok hatására, akár egy idő után maguktól is hidrolizálják GTP-jüket. Ennek következtében konformációjuk megváltozik, membránnal való kapcsolatuk meggyengül, ismét a citoszolba kerülnek. A burokfehérjék a kis G-fehérjék hiányában szintén elvesztik affinitásukat a membránfelszínhez és a citoszolba távoznak. GTP-hidrolízisre képtelen mutáns ARF vagy Sar1 hatására vezikulák létrejönnek és lefűződnek, de a burok nem tud távozni, és a fúzió sem következik be (ugyanez történik in vitro körülmények között is, ha nem hidrolizálható GTP-analógokat alkalmaznak – ezek a kísérletek tették lehetővé a vezikulákon „ragadt” burokfehérjék nagy mennyiségben történő izolálását és azonosítását).

Ha megfelelő ütemben zajlik a lefűződés (például mert elegendő mennyiségű szállítandó fehérje összegyűlt a donor kompartment lumenében), a GTP hidrolízisére csak azután kerül sor, miután a vezikula már levált. Ha azonban túl lassú a képződés, a burok szétesése előbb következik be a lefűződésnél, és az egész folyamat elölről kezdődik.

Bár a kis G-fehérjék szerepe döntő, legalábbis a klatrinburok szétesésében más folyamatok is részt vesznek. Az endocitózis során lefűződött vezikula felszínén a membránban aktiválódó foszfatázok bontják a plazmamembrán-specifikus PI(4,5)P2-ot, ez gyengíti a burok belsejét alkotó adapterfehérjék kapcsolódását. Kimutatták azt is, hogy a Hsp70 hősokkfehérjék családjába tartozó chaperonok ATP-hidrolízisből nyert energiát felhasználva szintén részt vesznek a klatrin-burok bontásában.

A lefűződött vezikulák vándorlása a sejtváz mentén történik, mindhárom motorfehérje-család tagjai – dineinek, kinezinek és miozinok egyaránt - részt vesznek benne (10. ábra).

A vándorlás irányát a motorfehérjék határozzák meg, a megfelelő motor kiválasztása azonban a vezikula membrán-összetételében van kódolva. A motorfehérjék felismerhetik a membrán egyes lipid-összetevőit, valamely cargo-t kötő receptort és a célmembrán felismerésében és a fúzióban szerepet játszó Rab GTP-ázokat vagy effektoraikat is (ezekről a következő alfejezetben lesz szó). Tehát a vezikulák membránjának egyedi összetétele nemcsak a fúziót, hanem már a sejten belüli mozgás irányát is meghatározza.

10. ábra. A különböző specificitású motorfehérjék a szállítandó vezikula felszínének egyes fehérjéihez - sokszor adapterek közvetítésével – kötődnek. A vezikula membrán-összetétele határozza meg a kapcsolódó motorfehérje minőségét, és így a szállítás irányát is.