细胞历险记（六）| 劫难逃生

细胞历险记（六）| 劫难逃生
2021/4/11 12:15:16 生物流BioStream

     细胞历险记(一)| 萍水相逢

     细胞历险记(二)| 曲率入口

     细胞历险记(三)| 网格牢笼

     细胞历险记(四)| 空中行走

     细胞历险记(五)| 销毁基地

     尽管转铁蛋白用尽全力抱着两个铁离子(Fe3+)，她却仍然感觉到双手正被一种无形的力量生生拉开。铁离子(Fe3+)似乎马上就要离开她的怀抱，这让她心头涌起万千不舍。

     铁离子是她遇到的第一个伙伴，在细胞膜外萍水相逢，之后就一直陪伴自己到现在。

     从最初细胞膜内陷出现曲率入口，到进入网格牢笼后的担惊受怕；从逃离网格牢笼，到囊泡掉进细胞质的汪洋大海；从走钢丝一般的空中行走，到进入酸性的胞内体中。

     而现在，他们就要分离了。胞内体的酸性环境让转铁蛋白彻底张开了双手，放开了铁离子(Fe3+)。

     转铁蛋白与铁的结合是高亲和力并且可逆的。二者的结合帮助细胞形成非常重要的铁库。

     除了铁以外，转铁蛋白也能够结合其他金属离子(如锰)。

     周围环境中pH值下降，转铁蛋白与铁的亲和力也会随之下降。在酸性环境下，二者会可逆的分离。

     胞内体(endosome)是酸性的，pH值小于7，因此，进入胞内体后，转铁蛋白会与铁分离，将铁离子释放出去。

     铁离子挥一挥手，向转铁蛋白和她的受体告别：朋友们，我也舍不得你们，有缘再见。

     转铁蛋白有些失落。

     转铁蛋白受体安慰她道：你是带着任务来的，这个任务就是“转铁”。如今，铁离子已被你从细胞外转运到细胞内，你的任务完成了。也许，铁离子在细胞内也有自己的任务，他只是去完成属于自己的任务罢了。

     转铁蛋白听了，心情这才舒缓了一些。

     与转铁蛋白分离后，铁离子(Fe3+)在酸性环境中被还原成了二价铁(Fe2+)，并从胞内体中逃了出去，进入了细胞质内。

     位于胞内体(endosome)膜上的铁还原酶Steap3能够将三价铁离子(Fe3+)催化转变成二价铁离子(Fe2+)。

     二价铁离子(Fe2+)通过胞内体膜上的通道DMT1离开胞内体，进入细胞质。

     铁走了，也许他会去经历更多，遇到新的伙伴，创造属于自己的历险故事。

     转铁蛋白有些感伤，小伙伴铁走了，而自己还被困在这个胞内体中，难以逃脱。

     于是对她的受体说：这次历险，说是进入细胞内部，可是一路走来，自己都是在细胞膜包裹起来的结构中，或是囊泡，或是胞内体。我也想逃出胞内体，去细胞质里面看一看，可以吗？

     转铁蛋白受体说：你既不是铁，又不是病毒，出不去的。

     转铁蛋白知道铁是通过胞内体膜上的通道出去的，却不知道病毒会怎样离开。

     她睁大眼睛，问道：病毒，也可以逃出去吗？

     转铁蛋白受体给了她一个肯定的答案，并解释了这个过程。

     以新冠病毒为例，它会利用包膜上的刺突蛋白(Spike protein)激活细胞膜上的血管紧张素转换酶-2(ACE2)受体。

     受体激活后，病毒通过内吞进入细胞，随后就会和你一样，进入胞内体的结构中。

     与蛋白不同的是，新冠病毒有一层包膜，这层膜和细胞膜的结构一样，也是由磷脂双分子层构成的。

     进入胞内体以后，病毒可以将自己的包膜与细胞膜融合在一起。这样，就达到了释放病毒内部核酸的目的。

     也就是说，病毒的遗传物质能够逃脱胞内体，进入细胞内部。之后，遗传物质就可以利用细胞质内的营养物质合成自己的病毒配件，生成更多的病毒了。

     转铁蛋白不由地感叹起来，这病毒简直就是为所欲为的配体，真是强大!能够利用细胞的内吞过程，达到自己感染细胞的目的，果然够狡猾。

     而反观自己这个配体，就显得非常渺小了。在这次细胞历险中，更像是被动地完成了一个“转铁”的任务而已。

     转铁蛋白受体说道：你完成“转铁”任务对细胞的正常生理功能意义重大；而病毒逃脱胞内体，感染细胞，会威胁细胞甚至个体的生命。

     转铁蛋白怯怯地问：有什么方法可以阻止病毒吗？

     转铁蛋白受体答道：科学家们想了很多办法，例如，用抗体阻止病毒接触细胞，用药物阻止刺突蛋白与ACE2受体的结合，或者通过阻止膜融合来抑制病毒核酸的释放，很多都还在研究中。最终，都是为了阻止病毒感染细胞。

     说话间，转铁蛋白发现胞内体的膜，正在和包裹自己囊泡膜融合。很快，转铁蛋白就已位于细胞膜之外了。

     可算是逃出了种种劫难，重获新生了。

     转铁蛋白受体，也和转铁蛋白一起，逃了出来。

     转铁蛋白看到另一个伙伴——表皮生长因子(EGF)，连同表皮生长因子受体一起，都进入了销毁基地——溶酶体，变成了碎片。

     又想到了低密度脂蛋白，尽管他的受体又重新出现在细胞膜上，但低密度脂蛋白却进入了销毁基地，变成了胆固醇，再也没有出来。

     细胞探险已然结束，转铁蛋白失去了铁离子，现在，也要和自己的受体告别了。

     转铁蛋白回想着这次历险过程，思索着不同配体和受体的命运。

     令人惊讶地是，诸如自己(转铁蛋白)、低密度脂蛋白、表皮生长因子和新冠病毒等配体，尽管都是通过网格蛋白介导的内吞(Clathrin-mediated endocytosis)进入细胞的，然而，却差异性地到达了不同的位置。

     这次历险最终的命运，是不是早已被注定了呢？

     答案是肯定的。

     通常，网格蛋白介导的内吞在受体激活后，会使用适配器蛋白2(Adaptor protein 2，AP-2)介导后续的内吞过程。

     新冠病毒的特殊性暂且不讲，低密度脂蛋白、表皮生长因子、流感病毒等，除了适配器蛋白2，还会使用其他的选择性适配蛋白。

     不同适配器形成的囊泡，在微管的高速路上行走，进入初级胞内体的亚群体就不一致。

     不同的适配蛋白是在进入初级溶酶体之前的膜内陷中，就已经被决定了的。这种分选，就好像细胞有一个超级大脑，早已感受到了不同物质。进门的那一刻，细胞就已经决定了要把你送到哪里去。

     想念着铁离子的拥抱，回味着受体大手的温暖，劫难逃生的转铁蛋白思绪万千，结束了自己在细胞内的全部旅程。。。