Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с молекулы клеточной адгезии )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о молекулах клеточной адгезии. О роли САМ в формировании и стабилизации нервных синапсов см. Синаптическая стабилизация .

Молекулы клеточной адгезии ( CAM ) - это подмножество белков клеточной адгезии, расположенных на поверхности клетки [1], участвующих в связывании с другими клетками или с внеклеточным матриксом.(ECM) в процессе, называемом клеточной адгезией. По сути, молекулы клеточной адгезии помогают клеткам прилипать друг к другу и к своему окружению. Адгезия клеток является важным компонентом в поддержании структуры и функции ткани. У полностью развитых животных эти молекулы играют неотъемлемую роль в создании силы и движения и, следовательно, обеспечивают способность органов выполнять свои функции. Помимо того, что она служит «молекулярным клеем», клеточная адгезия важна для воздействия на клеточные механизмы роста, контактного торможения и апоптоза. Часто аберрантная экспрессия САМ приводит к патологиям от обморожения до рака. [2]

В сочетании с межклеточными соединениями и ECM , САМ помогают удерживать вместе клетки животных.

Структура [ править ]

САМ обычно представляют собой однопроходные трансмембранные рецепторы [3] и состоят из трех консервативных доменов: внутриклеточного домена, который взаимодействует с цитоскелетом , трансмембранного домена и внеклеточного домена. Эти белки могут взаимодействовать по-разному. [4] Первый метод - через гомофильное связывание, когда САМ связываются с теми же САМ. Они также способны к гетерофильному связыванию, что означает, что САМ одной клетки будет связываться с разными САМ другой клетки. Последний тип связывания происходит между клетками и субстратом, где существует общий внеклеточный лиганд, связывающий два разных САМ.

Семейства САМ [ править ]

Существует четыре основных суперсемейства или группы САМ: суперсемейство иммуноглобулинов из молекул клеточной адгезии ( IgCAM ), кадгерины , интегрины и суперсемейство белков лектин-подобных доменов ( CTLD ) С-типа . Протеогликаны также считаются классом КАМ.

Одна система классификации включает различие между кальций-независимыми САМ и кальций-зависимыми САМ. [5] Интегрины и САМ надсемейства Ig не зависят от Ca 2+, в то время как кадгерины и селектины зависят от Ca 2+ . Кроме того, интегрины участвуют во взаимодействиях клетка-матрица, тогда как другие семейства CAM участвуют во взаимодействиях клетка-клетка. [6]

Кальций-независимый [ править ]

Интегрины [ править ]

Основная статья: Интегрин

Интегрины , один из основных классов рецепторов внутри ECM, [7] опосредуют межклеточные взаимодействия ECM с коллагеном , фибриногеном , фибронектином и витронектином . [8] Интегрины обеспечивают важные связи между внеклеточной средой и внутриклеточными сигнальными путями, которые могут играть роль в поведении клеток, таком как апоптоз , дифференцировка , выживание и транскрипция . [9]

Интегрины гетеродимерные , так как состоят из альфа- и бета-субъединиц. [10] В настоящее время существует 18 альфа-субъединиц и 8 бета-субъединиц, которые в совокупности составляют 24 различных комбинации интегринов. [8] Внутри каждой из альфа- и бета-субъединиц есть большой внеклеточный домен, трансмембранный домен и короткий цитоплазматический домен. [11] Внеклеточный домен - это место, где лиганд связывается с помощью двухвалентных катионов . В целом Mn2+
увеличивает сродство, Mg2+
способствует адгезии к клеткам, а Са2+
снижает адгезию клеток. [9] Интегрины регулируют свою деятельность в организме, изменяя внешность. Большинство из них находятся в состоянии покоя в состоянии низкого сродства , которое может быть изменено на высокое сродство с помощью внешнего агониста, который вызывает конформационные изменения в интегрине, увеличивая их сродство. [9]

Примером этого является агрегация тромбоцитов ; [9] Агонисты, такие как тромбин или коллаген, запускают интегрин в его состояние с высоким сродством, что вызывает повышенное связывание фибриногена , вызывая агрегацию тромбоцитов.

IgSF CAMs [ править ]

Основная статья: IgSF CAM

CAMs суперсемейства иммуноглобулинов (CAMs IgSF) считается самым разнообразным суперсемейством CAM. Это семейство характеризуется внеклеточными доменами, содержащими Ig-подобные домены. Затем за доменами Ig следуют повторы домена фибронектина типа III, и IgSF прикрепляются к мембране с помощью фрагмента GPI. Это семейство участвует как в гомофильном, так и в гетерофильном связывании и обладает способностью связывать интегрины или различные САМ IgSF.

Кальций-зависимый [ править ]

Кадгерины [ править ]

Основная статья: Кадгерин

В кадгеринах являются гомофильными Са2+-зависимые гликопротеины . [12] Классические кадгерины ( E- , N- и P- ) концентрируются в промежуточных клеточных соединениях , которые связываются с сетью актиновых филаментов через специфические связывающие белки, называемые катенинами . [12]

Кадгерины заметны в эмбриональном развитии. Например, кадгерины имеют решающее значение в гаструляции для образования мезодермы , энтодермы и эктодермы . Кадгерины также вносят значительный вклад в развитие нервной системы. Четкая временная и пространственная локализация кадгеринов делает эти молекулы основными участниками процесса синаптической стабилизации . Каждый кадгерин демонстрирует уникальный образец тканевого распределения, который тщательно контролируется кальцием. Разнообразное семейство кадгеринов включает эпителиальные (E-кадгерины), плацентарные (P-кадгерины), нервные (N-кадгерины), сетчатку ( R-кадгерины ), мозг (B-кадгерины и T-кадгерины) и мышечные (M- кадгерины).[12] Многие типы клеток выражают комбинации типов кадгерина.

Внеклеточный домен имеет крупные повторы называемых внеклеточных домены кадгерина (ECD). Последовательности, участвующие в Ca2+
связывание между ECD необходимо для клеточной адгезии . Цитоплазматический домен имеет специфические области, где связываются белки катенина. [13]

Selectins [ править ]

Основная статья: Selectin

В селектин представляет собой семейство гетерофильных ОК, которые зависят от фукозилированных углеводов, например, муцина для связывания. Три члена семейства - это E-селектин ( эндотелиальный ), L-селектин ( лейкоциты ) и P-селектин ( тромбоциты ). Лучше всего охарактеризованным лигандом для трех селектинов является гликопротеин-лиганд-1 Р-селектина ( PSGL-1 ), который представляет собой гликопротеин муцинового типа, экспрессируемый на всех лейкоцитах. Селектины задействованы в нескольких функциях, но они особенно важны для иммунной системы, помогая перемещаться и перемещаться по лейкоцитам. [14]

Биологическая функция САМ [ править ]

Разнообразие CAM приводит к разнообразной функциональности этих белков в биологических условиях. Один из CAMS, который особенно важен в возвращении лимфоцитов, - это адрессин . [15] Возвращение лимфоцитов - ключевой процесс, происходящий в сильной иммунной системе. Он контролирует процесс циркуляции лимфоцитов, прикрепляющихся к определенным областям и органам тела. [16] Этот процесс сильно регулируется молекулами клеточной адгезии, в частности, адресином, также известным как MADCAM1. Этот антиген известен своей ролью в тканеспецифической адгезии лимфоцитов к венулам высокого эндотелия. [17] Благодаря этому взаимодействию они играют решающую роль в организации циркулирующих лимфоцитов.

Функция CAM при метастазировании рака, воспалении и тромбозе делает его жизнеспособной терапевтической мишенью, которая в настоящее время рассматривается. Например, они блокируют способность метастатических раковых клеток экстравазировать и возвращаться во вторичные участки. Это было успешно продемонстрировано при метастатической меланоме, переходящей в легкие. У мышей, когда в качестве лечения использовались антитела, направленные против САМ в эндотелии легких, наблюдалось значительное снижение количества метастатических участков. [18]

См. Также [ править ]

  • Клеточная мембрана
  • Миграция клеток
  • Иммунологический синапс
  • Трогоцитоз

Ссылки [ править ]

  1. ^ Cell + Adhesion + Molecules в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)
  2. ^ Korthuis RJ, Anderson DC, Granger DN (март 1994). «Роль адгезии нейтрофилов и эндотелиальных клеток в воспалительных заболеваниях». J Crit Care . 9 (1): 47–71. DOI : 10.1016 / 0883-9441 (94) 90032-9 . ISSN  0883-9441 . PMID  8199653 .
  3. ^ «Однопроходная трансмембранная адгезия и структурные белки» . мембранома . Фармацевтический колледж Мичиганского университета . Проверено 20 октября 2018 года .в базе данных мембран
  4. ^ Chothia C, Jones EY (1997). «Молекулярная структура молекул клеточной адгезии» (PDF) . Анну. Rev. Biochem . 66 : 823–62. DOI : 10.1146 / annurev.biochem.66.1.823 . PMID 9242926 .  
  5. ^ Брекенбери R, Rutishauser U, Edelman GM (январь 1981). «Отличительные кальций-независимые и кальций-зависимые системы адгезии клеток куриного эмбриона» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 78 (1): 387–91. Bibcode : 1981PNAS ... 78..387B . DOI : 10.1073 / pnas.78.1.387 . PMC 319058 . PMID 6165990 .  
  6. ^ Лодиш, Харви; Берк, Арнольд; Зипурский, С. Лоуренс; Мацудаира, Пол; Балтимор, Дэвид; Дарнелл, Джеймс (01.01.2000). «Межклеточная адгезия и коммуникация» . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  7. ^ Браун, K; Ямада, К (1995), "Роль интегринов во позвонками развития", биология развития , 6 (2): 69-77, DOI : 10.1016 / s1044-5781 (06) 80016-2
  8. ^ a b Хамфрис Дж. Д., Байрон А., Хамфрис М. Дж. (октябрь 2006 г.). «Обзор интегриновых лигандов» . J. Cell Sci . 119 (Pt 19): 3901–3. DOI : 10,1242 / jcs.03098 . PMC 3380273 . PMID 16988024 .  
  9. ^ а б в г Шнапп, L (2006). Интегрин, Адгезия / клеточная матрица . Сиэтл: Эльзевир.
  10. ^ Гарсиа AJ (декабрь 2005). «Получите контроль: интегрины во взаимодействиях клетка-биоматериал». Биоматериалы . 26 (36): 7525–9. DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2005.05.029 . PMID 16002137 . 
  11. ^ Vinatier D (март 1995). «Интегрины и воспроизводство». Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol . 59 (1): 71–81. DOI : 10.1016 / 0028-2243 (94) 01987-I . PMID 7781865 . 
  12. ^ a b c Бакстон Р.С., Маги А.И. (июнь 1992 г.). «Структура и взаимодействие десмосомных и других кадгеринов». Семин. Cell Biol . 3 (3): 157–67. DOI : 10.1016 / s1043-4682 (10) 80012-1 . PMID 1623205 . 
  13. ^ Soncin, F .; Уорд, MC (2011). «Функция E-Cadherin в плюрипотентности стволовых клеток и самообновлении» . Гены . 2 (1): 229–259. DOI : 10,3390 / genes2010229 . PMC 3924836 . PMID 24710147 .  
  14. ^ Cavallaro U, Christofori G (февраль 2004). «Адгезия клеток и передача сигналов кадгеринами и Ig-CAMs при раке». Nat. Преподобный Рак . 4 (2): 118–32. DOI : 10.1038 / nrc1276 . ISSN 1474-1768 . PMID 14964308 .  
  15. ^ Берг, Эллен Лейки; Гольдштейн, Лесли А .; Jimla, Mark A .; Накаш, Морис; Пикер, Луи Дж .; Стритер, Филип Р .; Ву, Нора В .; Чжоу, Дэвид; Мясник, Юджин К. (1 апреля 1989 г.). "Самонаводящиеся рецепторы и сосудистые адгезии: молекулы клеточной адгезии, которые направляют движение лимфоцитов". Иммунологические обзоры . 108 (1): 5–18. DOI : 10.1111 / j.1600-065X.1989.tb00010.x . ISSN 1600-065X . 
  16. ^ Пикер, Луи (1 июня 1994). «Контроль самонаведения лимфоцитов». Текущее мнение в иммунологии . 6 (3): 394–406. DOI : 10.1016 / 0952-7915 (94) 90118-X . ISSN 0952-7915 . PMID 7917107 .  
  17. ^ Gorfu G, Rivera-Ньевес J, K Лей (сентябрь 2009). «Роль интегринов бета7 в нахождении и удержании кишечных лимфоцитов» . Curr. Мол. Med . 9 (7): 836–50. DOI : 10.2174 / 156652409789105525 . ISSN 1566-5240 . PMC 2770881 . PMID 19860663 .   
  18. ^ Андреоли, Томас Э .; Браун, AM; Фамбро, DM; Хоффман, Джозеф Ф .; Шульц, Стэнли Дж .; Валлийский, Майкл Дж. (2013). Молекулярная биология нарушений мембранного транспорта . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4613-1143-0.