Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В биологии , кавеолы ( латинская для «маленьких пещер», в единственном числе, ямка ), которые представляют собой особый тип липидного плота , небольшие (50-100 нанометров ) инвагинация по плазматической мембране во многих позвоночных животных клеток типов, особенно в эндотелиальных клетках, адипоциты и эмбриональные клетки хорды . [1] Первоначально они были обнаружены Э. Ямадой в 1955 году. [2]

Эти структуры в форме колбы богаты белками, а также липидами, такими как холестерин и сфинголипиды, и выполняют несколько функций в передаче сигналов . [3] Также считается, что они играют роль в механозащите , механочувствительности, эндоцитозе , онкогенезе и поглощении патогенных бактерий и некоторых вирусов . [4] [5] [6] [7]

Кавеолины [ править ]

Основная статья: кавеолин

Формирование и поддержание кавеол была первоначально считалось, что в первую очередь из - за кавеолином , [8] белок 21 кДа. Существует три гомологичных гена кавеолина, экспрессируемых в клетках млекопитающих: Cav1, Cav2 и Cav3. Эти белки имеют общую топологию: цитоплазматический N-конец с каркасным доменом, длинный трансмембранный домен шпильки и цитоплазматический С-конец. Кавеолины синтезируются в виде мономеров и транспортируются в аппарат Гольджи. Во время своего последующего транспорта по секреторному пути кавеолины связываются с липидными рафтами и образуют олигомеры (14-16 молекул). Эти олигомеризованные кавеолины образуют кавеолы. Присутствие кавеолина приводит к локальному изменению морфологии мембраны. [9]

Кэвинс [ править ]

Белки кавин появились в конце 2000-х как основные структурные компоненты, контролирующие образование кавеол. [10] [11] [12] [13] Семейство белков кавин состоит из Cavin1 (также известного как PTRF), Cavin2 (также известного как SDPR), Cavin3 (также известного как SRBC) и Cavin4 (также известного как MURC). Cavin1, как было установлено, является основным регулятором образования кавеол во многих тканях, с единственной экспрессией Cavin1, достаточной для морфологического образования кавеол в клетках, лишенных кавеол, но в большом количестве в Cav1. [14] [10] Cavin4, аналогичный Cav3, специфичен для мышц. [11]

Кавеолярный эндоцитоз [ править ]

Кавеолы ​​- один из источников клатрина-независимый рафт-зависимый эндоцитоз. Способность кавеолинов к олигомеризации за счет их доменов олигомеризации необходима для образования кавеолярных эндоцитарных пузырьков. Олигомеризация приводит к образованию богатых кавеолином микродоменов в плазматической мембране. Повышенный уровень холестерина и встраивание каркасных доменов кавеолинов в плазматическую мембрану приводит к расширению кавеолярной инвагинации и образованию эндоцитарных пузырьков. Отщепление везикулы от плазматической мембраны затем опосредуется ГТФазой динамином II, которая локализуется на шейке отрастающей везикулы. Освободившийся кавеолярный пузырек может сливаться с ранней эндосомой или кавеосомой. Кавеосома - это эндосомный компартмент с нейтральным pH, который не имеет ранних эндосомных маркеров. Тем не мение,он содержит молекулы, интернализованные кавеолярным эндоцитозом.[9] [15]

Этот тип эндоцитоза используется, например, для трансцитоза альбумина в эндотелиальных клетках или для интернализации рецептора инсулина в первичных адипоцитах. [9]

Другие роли кавеол [ править ]

  • Было показано, что кавеолы ​​необходимы для защиты клеток от механического стресса во многих типах тканей, таких как скелетные мышцы, эндотелиальные клетки и клетки хорды. [16] [17] [18]
  • Кавеолы ​​могут использоваться для проникновения в клетку некоторых патогенов, поэтому они избегают разложения в лизосомах. Однако некоторые бактерии используют не типичные кавеолы, а только богатые кавеолином участки плазматической мембраны. Патогены, использующие этот эндоцитарный путь, включают вирусы, такие как SV40 и вирус полиомы, и бактерии, такие как некоторые штаммы Escherichia coli , Pseudomonas aeruginosa и Porphyromonas gingivalis . [15]
  • Кавеолы ​​также играют роль в передаче сигналов клетками. Кавеолины связываются с некоторыми сигнальными молекулами (например, eNOS) через свой каркасный домен, и поэтому они могут регулировать свою сигнальную передачу. Кавеолы ​​также участвуют в регуляции каналов и передаче сигналов кальция. [15]
  • Кавеолы ​​также участвуют в регуляции липидов. Высокий уровень кавеолина Cav1 экспрессируется в адипоцитах. Кавеолин связывается с холестерином, жирными кислотами и липидными каплями и участвует в его регуляции. [15]
  • Кавеолы ​​также могут служить механосенсорами в различных типах клеток. В эндотелиальных клетках кавеолы ​​участвуют в ощущении потока. Хроническое воздействие стимула кровотока приводит к повышению уровня кавеолина Cav1 в плазматической мембране, его фосфорилированию, активации сигнального фермента eNOS и ремоделированию кровеносных сосудов. В гладкомышечных клетках кавеолин Cav1 играет роль в восприятии растяжения, что запускает развитие клеточного цикла. [15]

Ингибиторы [ править ]

Некоторыми известными ингибиторами пути кавеол являются филиппин III, генистеин и нистатин . [9]

См. Также [ править ]

  • Пиноцитоз

Ссылки [ править ]

  1. ^ Никсон, Сьюзен Дж .; Картер, Адриан; Вегнер, Джереми; Фергюсон, Чарльз; Флотенмейер, Маттиас; Богатство, Джейми; Ки, Брайан; Вестерфилд, Монте; Партон, Роберт Г. (2007-07-01). «Кавеолин-1 необходим для развития невромаста и хорды боковой линии» (PDF) . Журнал клеточной науки . 120 (13): 2151–2161. DOI : 10,1242 / jcs.003830 . ISSN  0021-9533 . PMID  17550965 .
  2. ^ Ли, Сян-Ань; Эверсон, Уильям V .; Смарт, Эрик Дж. (2005). «Кавеолы, липидные рафты и сосудистые заболевания». Тенденции сердечно-сосудистой медицины . 15 (3): 92–6. DOI : 10.1016 / j.tcm.2005.04.001 . PMID 16039968 . 
  3. Перейти ↑ Anderson RG (1998). «Мембранная система кавеол» . Анну. Rev. Biochem . 67 : 199–225. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.67.1.199 . PMID 9759488 . 
  4. ^ Партон, Роберт G .; дель Посо, Мигель А. (01.02.2013). «Кавеолы ​​как сенсоры, протекторы и организаторы плазматической мембраны». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология . 14 (2): 98–112. DOI : 10.1038 / nrm3512 . ISSN 1471-0072 . PMID 23340574 .  
  5. ^ Frank P, Lisanti M (2004). «Кавеолин-1 и кавеолы ​​при атеросклерозе: различные роли в формировании жировой полосы и неоинтимальной гиперплазии». Текущее мнение в липидологии . 15 (5): 523–9. DOI : 10.1097 / 00041433-200410000-00005 . PMID 15361787 . 
  6. Перейти ↑ Li X, Everson W, Smart E (2005). «Кавеолы, липидные рафты и сосудистые заболевания». Trends Cardiovasc Med . 15 (3): 92–6. DOI : 10.1016 / j.tcm.2005.04.001 . PMID 16039968 . 
  7. ^ Pelkmans L (2005). «Секреты эндоцитоза, опосредованного кавеолами и липидными рафтами, выявленные вирусами млекопитающих». Biochim Biophys Acta . 1746 (3): 295–304. DOI : 10.1016 / j.bbamcr.2005.06.009 . PMID 16126288 . 
  8. ^ Кавеола в США Национальной библиотеке медицина Медицинской предметных рубрик (MeSH)
  9. ^ a b c d Ладжуа, П. и И. Р. Наби, Липидные рафты, кавеолы ​​и их эндоцитоз. Int Rev Cell Mol Biol, 2010. 282: с. 135-63.
  10. ^ а б Хилл, Мишель М .; Бастиани, Микеле; Люттерфорст, Роберт; Киркхэм, Мэтью; Киркхэм, Анника; Никсон, Сьюзен Дж .; Вальзер, Пирс; Абанква, Даниэль; Оршот, Виола MJ (11 января 2008 г.). «PTRF-cavin, консервативный цитоплазматический белок, необходимый для образования и функционирования кавеолы» . Cell . 132 (1): 113–124. DOI : 10.1016 / j.cell.2007.11.042 . ISSN 0092-8674 . PMC 2265257 . PMID 18191225 .   
  11. ^ a b Бастиани, Микеле; Лю, Либин; Хилл, Мишель М .; Jedrychowski, Mark P .; Никсон, Сьюзен Дж .; Ло, Харриет П .; Абанква, Даниэль; Люттерфорст, Роберт; Фернандес-Рохо, Мануэль (29.06.2009). «MURC / Cavin-4 и члены семейства cavin образуют тканеспецифические кавеолярные комплексы» (PDF) . Журнал клеточной биологии . 185 (7): 1259–1273. DOI : 10,1083 / jcb.200903053 . ISSN 0021-9525 . PMC 2712963 . PMID 19546242 .    
  12. ↑ Ковтун, Алексей; Тиллу, Викас А .; Ариотти, Николас; Партон, Роберт Дж .; Коллинз, Бретт М. (01.04.2015). «Белки семейства кавинов и сборка кавеол» . Журнал клеточной науки . 128 (7): 1269–1278. DOI : 10,1242 / jcs.167866 . ISSN 0021-9533 . PMC 4379724 . PMID 25829513 .   
  13. ^ Партон, Роберт G .; Коллинз, Бретт М. (13 декабря 2016 г.). «Разгадывая архитектуру кавеол» . Труды Национальной академии наук . 113 (50): 14170–14172. DOI : 10.1073 / pnas.1617954113 . ISSN 0027-8424 . PMC 5167180 . PMID 27911845 .   
  14. ^ Лю, Либин; Браун, Деннис; Макки, Мэри; LeBrasseur, Натан К .; Ян, Дан; Альбрехт, Кеннет Н .; Равид, Катя; Пильч, Пол Ф. (2017-05-29). «Удаление Cavin / PTRF вызывает глобальную потерю кавеол, дислипидемию и непереносимость глюкозы» . Клеточный метаболизм . 8 (4): 310–317. DOI : 10.1016 / j.cmet.2008.07.008 . ISSN 1550-4131 . PMC 2581738 . PMID 18840361 .   
  15. ^ a b c d e Партон, Р. Г. и К. Саймонс, Множественность кавеол. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2007. 8 (3): p. 185-94.
  16. ^ Ло, Харриет П; Холл, Томас Э; Партон, Роберт Дж. (13 января 2016 г.). «Механозащита кавеолами скелетных мышц» . Биоархитектура . 6 (1): 22–27. DOI : 10.1080 / 19490992.2015.1131891 . ISSN 1949-0992 . PMC 4914031 . PMID 26760312 .   
  17. ↑ Cheng, Jade PX; Мендоза-Топаз, Каролина; Ховард, Джиллиан; Чедвик, Джессика; Швец, Елена; Cowburn, Andrew S .; Данмор, Бенджамин Дж .; Кросби, Алекси; Моррелл, Николас В. (2015-10-12). «Кавеолы ​​защищают эндотелиальные клетки от разрыва мембран при повышенном сердечном выбросе» . Журнал клеточной биологии . 211 (1): 53–61. DOI : 10,1083 / jcb.201504042 . ISSN 0021-9525 . PMC 4602045 . PMID 26459598 .   
  18. ^ Лим, Йе-Вин; Ло, Харриет П .; Фергюсон, Чарльз; Мартель, Ник; Джакомотто, Жан; Gomez, Guillermo A .; Yap, Alpha S .; Холл, Томас Э .; Партон, Роберт Г. (2017-07-10). «Кавеолы ​​защищают клетки хорды от катастрофических механических повреждений во время развития» . Текущая биология . 27 (13): 1968–1981. e7. DOI : 10.1016 / j.cub.2017.05.067 . ISSN 0960-9822 . PMID 28648821 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Изображение гистологии: 21402loa  - Система обучения гистологии в Бостонском университете