Die Endozytose spielt eine entscheidende Rolle bei zellulären Funktionen, die von der Nährstoffaufnahme bis zur synaptischen Übertragung reichen. Die rezeptorvermittelte Endozytose ermöglicht die spezifische Entfernung von Zelloberflächenrezeptoren und ihrer Ladung aus der Plasmamembran und zielt auf Endosomen ab, wo sie zur Herunterregulierung oder zum Recycling sortiert werden. Es wird allgemein angenommen, dass beschichtete Vesikel den selektiven Transfer von Molekülen und Membrankomponenten zwischen spezifischen Membranorganellen innerhalb von Zellen vermitteln. Clathrin ist der Hauptbestandteil des polygonalen Netzwerks, das die Schicht aus beschichteten Vesikeln und beschichteten Gruben bildet. In allen Zelltypen sind Clathrin-beschichtete Vesikel für die rezeptorvermittelte Endozytose an der Plasmamembran und für die rezeptorvermittelte Sortierung lysosomaler Enzyme von Trans-Golgi-Membranen in ein prä-lysosomales Kompartiment verantwortlich. In Zellen mit einem regulierten sekretorischen Weg sind Clathrin-beschichtete Membranen an der Bildung von sekretorischen Granula und an der schnellen Aufnahme von Plasmamembranen nach Degranulation beteiligt. Eine Reihe von Protein-Protein- und Protein-Lipid-Wechselwirkungen liegen dem Aufbau der Clathrin-basierten Endozytenmaschine zugrunde. Zu den Proteinen gehören neben Clathrin, AP-2 und in Neuronen AP180 Dynamin und Amphiphysin. Zu den zusätzlichen cytosolischen Proteinen gehören Synaptojanin I, eine Inositol-5-Phosphatase und Eps15. Die Bildung von Clathrin-beschichteten Gruben initiiert die Knospung von Clathrin-beschichteten Vesikeln aus Membranen. Diese Vesikel entfernen selektiv Rezeptoren von einer Donormembran und erleichtern ihren Transport zu einer intrazellulären Zielmembran, mit der das unbeschichtete Vesikel verschmilzt. An jeder Stelle assoziiert sich Clathrin indirekt mit der Membran, indem es an ein Adapterprotein (AP) bindet, das mit den cytoplasmatischen Domänen von Transmembranrezeptoren interagiert. Die Polymerisation von Clathrin konzentriert dann Adapter, assoziierte Rezeptoren und ihre gebundenen Liganden in beschichtete Vesikel.
Clathrin hat eine dreibeinige Struktur, die als Triskelion bezeichnet wird. Das Triskelion besteht aus drei schwerkettigen Polypeptiden, die jeweils an eine leichte Kette (LC) gebunden sind, von der es zwei verschiedene Typen gibt, LCa und LCb. Es ist bekannt, dass die schwere Clathrinkette das Rückgrat für das Clathringitter bildet. CHC besteht aus einer terminalen globulären Domäne, einem distalen Segment und einem proximalen Segment, das eine LC-Bindungsstelle enthält. Clathrin leichte Ketten enthalten regulatorische Domänen, die die Rekrutierung, Montage und Demontage von Clathrin innerhalb der Zelle beeinflussen.
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