WikiDer > Молекула клеточной адгезии

Cell adhesion molecule
Эта статья о молекулах клеточной адгезии. О роли CAM в формировании и стабилизации нервных синапсов см. Синаптическая стабилизация.

Молекулы клеточной адгезии (САМ) являются подмножеством клеточная адгезия белки, расположенные на поверхности клетки[1] участвует в привязка с другими ячейками или с внеклеточный матрикс (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 клеточные соединения и ECM, CAM помогают удерживать вместе клетки животных.

Структура

CAM обычно однопроходные трансмембранные рецепторы [3] и состоят из трех консервативных доменов: внутриклеточного домена, который взаимодействует с цитоскелет, трансмембранный домен и внеклеточный домен. Эти белки могут взаимодействовать по-разному.[4] Первый способ - через гомофильный связывание, где CAM связываются с теми же CAM. Они также способны гетерофильный связывание, то есть CAM в одной ячейке будет связываться с разными CAM в другой ячейке. Последний тип связывания происходит между клетками и субстратом, где имеется общий внеклеточный лиганд, связывающий два разных САМ.

Семейства САМ

Существует четыре основных суперсемейства или группы САМ: иммуноглобулин суперсемейство молекул клеточной адгезии (IgCAMs), Кадгерины, Интегрины, и надсемейство С-тип белков лектин-подобных доменов (CTLD). Протеогликаны также считаются классом САМ.

Одна система классификации включает различие между кальций-независимыми САМ и кальций-зависимыми САМ.[5] Интегрины и САМ суперсемейства Ig не зависят от Ca2+ в то время как кадгерины и селектины зависят от Ca2+. Кроме того, интегрины участвуют во взаимодействиях клетка-матрица, тогда как другие семейства CAM участвуют во взаимодействиях клетка-клетка.[6]

Кальций-независимый

Интегрины

Основная статья: Интегрин

Интегрины, один из основных классов рецепторов в ЕСМ,[7] опосредует взаимодействия клетка-ECM с коллаген, фибриноген, фибронектин, и витронектин.[8] Интегрины обеспечивают важные связи между внеклеточная среда и внутриклеточные сигнальные пути, которые могут играть роль в поведении клеток, таких как апоптоз, дифференциация, выживание, и транскрипция.[9]

Интегрины гетеродимерный, поскольку они состоят из альфа- и бета-субъединицы.[10] В настоящее время существует 18 альфа-субъединиц и 8 бета-субъединиц, которые вместе 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 то место, где лиганд связывает за счет использования двухвалентного катионы. В общем, Mn2+
 увеличивает близость, Mg2+
 способствует адгезии к клеткам, и Ca2+
 снижает адгезию клеток.[9]Интегрины регулируют свою активность в организме, изменяя внешность. Большинство существует в состоянии покоя в низком близость состояние, которое может быть изменено на высокое сродство через внешний агонист, который вызывает конформационные изменения в интегрине, увеличивая их сродство.[9]

Примером этого является агрегирование тромбоциты;[9] Такие агонисты как тромбин или коллаген запускают интегрин в состояние высокого сродства, что вызывает повышенное фибриноген связывание, вызывающее агрегацию тромбоцитов.

IgSF CAMs

Основная статья: IgSF CAM

Суперсемейство иммуноглобулинов CAMs (IgSF CAMs) рассматриваются как наиболее разнообразное суперсемейство CAM. Это семейство характеризуется внеклеточными доменами, содержащими Ig-подобные домены. За доменами Ig следуют Домен фибронектина III типа повторы и IgSF прикреплены к мембране с помощью группы GPI. Это семейство участвует как в гомофильном, так и в гетерофильном связывании и обладает способностью связывать интегрины или различные САМ IgSF.

Кальций-зависимый

Кадгерины

Основная статья: Кадгерин

В кадгерины гомофилы Ca2+
-зависимый гликопротеины.[12] Классические кадгерины (E-, N- и П-) сосредоточены в промежуточные ячейки, которые ссылаются на актин сеть волокон через определенные связывающие белки, называемые катенины.[12]

Кадгерины заметны в эмбриональном развитии. Например, кадгерины имеют решающее значение в гаструляция для формирования мезодерма, энтодерма, и эктодерма. Кадгерины также вносят значительный вклад в развитие нервной системы. Четкая временная и пространственная локализация кадгеринов предполагает, что эти молекулы играют важную роль в процессе синаптическая стабилизация. Каждый кадгерин демонстрирует уникальный образец тканевого распределения, который тщательно контролируется кальцием. Разнообразное семейство кадгеринов включает эпителиальные (E-кадгерины), плацентарные (P-кадгерины), нервные (N-кадгерины), ретинальные (R-кадгерины), мозг (B-кадгерины и T-кадгерины) и мышцы (M-кадгерины).[12] Многие типы клеток выражают комбинации типов кадгерина.

В внеклеточный домен имеет основные повторы, называемые внеклеточными доменами кадгерина (ECD). Последовательности, участвующие в Ca2+
 связывание между ECD необходимо для клеточная адгезия. Цитоплазматический домен имеет специфические области, где связываются белки катенина.[13]

Selectins

Основная статья: Selectin

В селектины представляют собой семейство гетерофильных САМ, которые зависят от фукозилированный углеводы, например, муцины для переплета. Три члена семьи E-selectin (эндотелиальный), L-селектин (лейкоциты), и Р-селектин (тромбоцит). Лучше всего охарактеризованным лигандом для трех селектинов является гликопротеиновый лиганд-1 P-селектина (ПСГЛ-1), который представляет собой гликопротеин муцинового типа, экспрессируемый всеми лейкоцитами. Селектины задействованы в нескольких функциях, но они особенно важны для иммунной системы, помогая перемещаться и перемещаться по лейкоцитам.[14]

Биологическая функция САМ

Разнообразие CAM приводит к разнообразной функциональности этих белков в биологических условиях. Один из CAMS, который особенно важен в возвращении лимфоцитов, - это обращаться.[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 этим взаимодействиям 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]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Клетка + Адгезия + Молекулы в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
  2. ^ Кортуис Р.Дж., Андерсон округ Колумбия, Грейнджер Д.Н. (март 1994 г.). «Роль адгезии нейтрофилов и эндотелиальных клеток в воспалительных заболеваниях». J Crit Care. 9 (1): 47–71. Дои:10.1016/0883-9441(94)90032-9. ISSN 0883-9441. PMID 8199653.
  3. ^ «Однопроходная трансмембранная адгезия и структурные белки». мембранома. Фармацевтический колледж Мичиганского университета. Получено 20 октября, 2018.в База данных мембран
  4. ^ Chothia C, Jones EY (1997). «Молекулярная структура молекул клеточной адгезии» (PDF). Анну. Преподобный Biochem. 66: 823–62. Дои:10.1146 / annurev.biochem.66.1.823. PMID 9242926.
  5. ^ Brackenbury R, ​​Rutishauser U, Edelman GM (январь 1981 г.). «Отличительные кальций-независимые и кальций-зависимые системы адгезии клеток куриного эмбриона». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 78 (1): 387–91. Bibcode:1981PNAS ... 78..387B. Дои:10.1073 / pnas.78.1.387. ЧВК 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 | журнал = (Помогите)
  7. ^ Браун, К; Ямада, К. (1995), "Роль интегринов во время развития позвонков", Биология развития, 6 (2): 69–77, Дои:10.1016 / с 1044-5781 (06) 80016-2
  8. ^ а б Хамфрис Дж. Д., Байрон А., Хамфрис М. Дж. (Октябрь 2006 г.). «Обзор интегриновых лигандов». J. Cell Sci. 119 (Pt 19): 3901–3. Дои:10.1242 / jcs.03098. ЧВК 3380273. PMID 16988024.
  9. ^ а б c d Шнапп, L (2006). Интегрин, Адгезия / клеточная матрица. Сиэтл: Эльзевир.
  10. ^ Гарсия AJ (декабрь 2005 г.). «Получите контроль: интегрины во взаимодействиях клетка-биоматериал». Биоматериалы. 26 (36): 7525–9. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2005.05.029. PMID 16002137.
  11. ^ Vinatier D (март 1995 г.). «Интегрины и воспроизводство». Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 59 (1): 71–81. Дои:10.1016 / 0028-2243 (94) 01987-I. PMID 7781865.
  12. ^ а б c Бакстон Р.С., Маги А.И. (июнь 1992 г.). «Структура и взаимодействие десмосомных и других кадгеринов». Семин. Cell Biol. 3 (3): 157–67. Дои:10.1016 / с 1043-4682 (10) 80012-1. PMID 1623205.
  13. ^ Soncin, F .; Уорд, М. (2011). «Функция E-кадгерина в плюрипотентности и самообновлении стволовых клеток». Гены. 2 (1): 229–259. Дои:10.3390 / гены2010229. ЧВК 3924836. PMID 24710147.
  14. ^ Кавалларо У., Кристофори Г (февраль 2004 г.). «Адгезия клеток и передача сигналов кадгеринами и Ig-CAMs при раке». Nat. Преподобный Рак. 4 (2): 118–32. Дои: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 адресации: молекулы клеточной адгезии, которые направляют трафик лимфоцитов". Иммунологические обзоры. 108 (1): 5–18. Дои: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. Дои:10.1016 / 0952-7915 (94) 90118-Х. ISSN 0952-7915. PMID 7917107.
  17. ^ Горфу Дж., Ривера-Ньевес Дж., Лей К. (сентябрь 2009 г.). «Роль интегринов бета7 в нахождении и удержании кишечных лимфоцитов». Curr. Мол. Med. 9 (7): 836–50. Дои:10.2174/156652409789105525. ISSN 1566-5240. ЧВК 2770881. PMID 19860663.
  18. ^ Андреоли, Томас Э .; Brown, A.M .; Fambrough, D.M .; 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.