Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 361
Текст из файла (страница 361)
Ближе всего к апексу располагаются запирающие контакты (известные как плотные контакты у позвоночных), не позволяя молекулам просачиваться через эпителий по межклеточному пространству. Ниже находится еше два типа межклеточных соединений. Адгезионные контакты представляют собой точки прикрепления актиновых филаментов; десмосомы точки прикрепления промежуточных филаментов. Еще ниже, часто наряду с дополнительными десмосомами, находятся каналообразующие соединения, называемые гцелевыми контактами.
Дополнительный набор сайтов адгезии прикрепляет эпителиальные клетки к базальпой мембране; мы обсудим его в одном из следующих разделов, Мы будем классифицировать эти соединения клеток с матриксом подобно межклеточным соеди пениям, основываясь на их связи с цитоскелетом: фокальньге контакты (в тонком кишечнике неразличимые, но хорошо выраженные в других тканях) прикрепляют к матриксу актиновые филаменты, а гголудес чосомы — промежуточные. В любом из четырех типов прикрепляющих соединений центральную роль играют трансмембранные белки адгезии, пронизывая>шис мембрану, один конец которых связан внутри клетки с ее цитоскелетом, а другой — с некоторой структу рой вне ее (рнс.
)9.4). Эти связанные с цитоскелетом трансмембранные молекулы четко подразделяются на два суперсемейства, сообразно двум основным типам прикрепления (таблица $9.2). Белки суперсемейства кадгеринов по большей части опосредуют межклеточные контакты. Белки суперсемейгтва интегринов в основном участвуктт в прикреплении клеток к матриксу. Внутри каждого семейства существует специализация; некоторые кадгерины связаны с актином и формируют адгезионные соединения, а другие связываются с промежуточными филаментами и образуют десмосомы; подобно этому некоторые интегрины связываются с актином. образуя актин зависимые соединения клетки с матриксом, в то время как другие свя филаменты заны с промежуточными филаментами плазматические мембраны цитоскепета и формируют полудесмосомы.
Из этого правила есть несколько исключений. Некоторые интегрины, к примеру, опосредуют межклеточные 1й.1; кадгернны н эзажкявточные адгезнонные контакта! 1743 ной культуральной среде, они, как правило, опять соединяются, реконструируя межклеточные контакты. На межклеточной ассоциации этого типа основан один из первых методов, позволивших идентифицировать молекулы межклеточной адгезии.
В этих экспе риментах получили моноклональные антитела к интересующим клеткам и каждое антитело протестировали на способность предотвращать восстановление межкле точных контактов после принудительной диссоциации клеток. Некоторые антитела, связывающиеся с молекулами клеточной адгезии, оказывали такое блокирующее влияние. Эти антитела использовали для выделения соответствующих молекул адгезии. Похоже, что практически все клетки позвоночных и, возможно, также и других животных вырабатывают, в зависимости от типа клетки, один или несколько белков из семейства кадгеринов.
Имеется несколько независимых друг от друга доказательств того, что это основные молекулы клеточной адгезии, объединяющие клетки ранних эмбриональных тканей. К примеру, эмбриональные ткани в куль туре распадаются, если их подвергнуть воздействию антител к кадгеринам, а если опосредованные кадгеринами контакты остаются нетронутыми, то обработка анти телами к другим молекулам адгезии дает лишь небольшой эффект.
В исследова ниях зародышей мышей показана роль кадгеринов в раннем развитии эмбриона. Вплоть до восьмиклеточной стадии эмбриональные клетки очень слабо сцеплены друг с другом, при этом каждая имеет более или менее сферическую форму. За тем внезапно происходит процесс, называемый компактизацией, в результате которого кчетки плотно упаковываются и соединяются друг с другом посредством межклеточных контактов, так что внешняя поверхность эмбриона становится более гладкой (рис. 19.йз). Антитела к определенному кадгерину, а именно Е кидгерину, блокируют компактизацию, в то время как антитела, реагирующие с различными другими молекулами на поверхности этих клеток, не производят такого эффекта.
Мутации, инактивирующие Е кадгерин, приводят к тому, что эмбрион распадается на части и погибает на ранних стадиях развития. 3,5 суток с — ! 10 мкм 32 клетки 1,5 суток 2 клетки Рис. 19.5. Компактизация эмбриона мыши на ранних стадияк развития. Клетки эмбриона на ранних стадиях развития сначала лишь очень неплотно прилегают друг к заэупг. Примерно на восьми клеточной стадии они начинают вырабатывать Е-кадгерин и в результате становятся прочно и плотно скрепленными друг с другом.
!Микрофотографии, цтеланные методом сканирующей электронной микроскопии, любезно предоставлены Ра1пс!а Са!агсо; фотографии 15-32-клеточных стадий взяты из Р. Са!агсо апб С. 1 Ерзте!и, Оек Вю!. 32:208 — 213, 1973. С разрешения издательства Асабегп!с Ргееа) 174б г ЧаСтЬ Ы(патин В.ЮНГ(ЕКСте ИХСОВОКуйНОСтк 19Л.2. Суперсемейство кадгеринов у позвоночных включает в себя сотни различных белков, в том числе многие сигнальные белки Первые три открытых кадгерина названы согласно тому, в какой ткани они встречаются чаще всего: Е кадгерин обнаружен на поверхности клеток многих эпителиальных тканеи; Х кадгерин — на поверхности нервных и мышечных клеток, а также клеток хрусталика; и, наконец, Р кадгерин, обнаруженный на по.
верхности клеток плаценты и эпидермиса. Все они также присутствуют и в других тканях; Ы кадгерин, например, вырабатывается фибробластами, а Е. кадгернн экс. прессируется в некоторых частях мозга (рис. 19.6). Эти и другие классические кадгерины имеют сходные последовательности внеклеточных и внутриклеточных доменов.
Все они имеют определенные адгезивные функции, но, кроме того, они также очень важны для передачи сигнала. С помощью своих внутриклеточных до менов, как мы увидим позже, они передают информацию внутрь клетки, позволяя ей менять свое поведение в зависимости от того, прикреплена ли она к другим клеткам или нет. й-кадгврин квдгврин-6 спинной мозг передний мозг Рис. 19.6. Разнообразие кадгеринов центральной нервной системы. На диаграмме показаны участки мозга мышиного эмбриона, в которых экспрессируются различные классические кадгерины.
Кроме них, в мозге вырабатывается еще Уо кадгеринов, классических и неклассических. Считается, что сложный характер их экспрессии отражает их роль в создании и поддержании структурной целостности этого сложно усгроенного органа. Помимо этого, существует много неклассических кадгеринов, чьи последова тельности не столь похожи друг на друга, причем более 50 из них вырабатывается исключительно в клетках мозга. Неклассические кадгерины включают в себя белки адгезии, например, различные ггротокадгерины, обнаруженные в мозгу, а также десмохоллиньг и десмоглеины, которые формируют десмосомы.
К ним также огно. сятся белки, в первую очередь участвующие, как выяснилось, в передаче сигнала. Это, например, Т кадгерин, у которого нет трансмембранного домена н который прикрепляется к мембране нервных и мышечных клеток с помощью гликозилфос фатидилинозитольного (ГФИ ) якоря, и белки Гау н Г1пгптг)и, впервые идентифицированные как продукты генов дрозофилы, ответственных за рост эпителия и полярность клеток соответственно. Классические и неклассические кадгерины составляют суперсемейство кадгерииов (рис. 19.7 и таблщга 19.3), включающее Гюлее 180 белков человека.
Но как структура этих белков соотносится с их функ цией и почему их так много? 1Вл1. Ка((АВЕРИН(мгм МЕ)ККЛЕтОЧНЬ)а аДГЕКИОННа(Е)ИИ)чаитил ': 1747: классический кадгерин (Е-кадгерин) РаЬподобные кадгерины (ра() кадгерины с семью трансмембранными доменами (Г!апзпйо) протеинкиназные кадгерины (ие() кадгерин десмосом (десмокоплин) кадгерин 23 (Соп 23) протокадгерины (Рооп 1) Т-кадгерин ВНУТРИ КЛЕТКИ й б .
ВНЕ КЛЕТКИ Рис. 19ЛК Суперсемейспго кадгеринов. Диаграмма в некоторой степени отражает разнообразие белков кадгеринового суперсемейства у всех этих белков внеклеточная часть содержит множественные кадгериновые домены (зеленые овалы), а внугриклеточные части более разнообразны, что обусловлено их взаимодействием с широким классом внутри клеточых лигандов, атом числе с сигнальными молекулами, а также с компонентами, соединяющими молекулы кадгерина с цитоскелетом.
Окрашенные в разные цвета последовательносги в белках Гат, Напйпво и ает — зто консервативные домены, обнаруженные также в белках других семейств. 19.1.3. Кадгерины опосредуют гозлофииьную адгезию Прикрепляюшие межклеточные контакты обычно симметричны: если в клет ке с одной стороны контакта соединение связано с актиновыми филаментами, то и с другой стороны это будут актиновые фнламенты. Соединения с участием кадгеринов, как правило, гомофильны (подобное соединяется с подобным, см. рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
