Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 380
Текст из файла (страница 380)
Такая связь передает натяжение молекулам фибронектина (предполагается, что эти молекулы прикреплены к какой-то другой структуре) и растягивает их, в результате чего экспонируются наружу их маскированные (скрытые) сайты связывания (рис. 19.73). Это позволяет им связываться друг с другом напрямую звбтВнекпеточгийй мат(зив ! сое((инитевьнвгхткаивй)((йввгтйьву:: ) 827 те ',;..
", °,".,7), Рис. 19.72. Струюура димера фибронектина. а) Электронные микрофотографии отдельных димеров фибро пентина при напылении платиной; красными стрелками отмечены С-концы. б) Две полипептидные цепочки сходны друг с другом, но, как правило, не идентичны (их кодирует один и тот же ген, однако сплайсинг мРНК проходит по-разному). Они связаны двумя дисульфидными мостиками вблизи С-конца. Каждая цепь состоит почти из 2500 аминокислотных остатков и образует пять или шесть свернутых доменов, соединенных гибкими полипептидными сегментами. Домены содержат сайты связывания определенных молекул или клеток, что приведено на рисунке для пяти доменов. Для простоты показаны не все известные сайты связывания (например, имеются и другие сайты связывания клеток). е) Трехмерная структура двух разных фибронектиновых повторов !П типа, определенная кристаллографическим методом.
Повтор 0! типа является основной повторяющейся единицей в фибронектине. 860-последовательность (Агя-6(у-Азр) и еще одна интегрин-связывающая последовательность, выделенные красным, входят в состав основного сайта связывания клеток и очень важны при установлении связи с клеткой. (а — из!. Епяе! ет а!., 2 Мо!. В!о!. 150: 97-120, 1981. С разрешения издательства Асаг(епх(с Ргевя е — из Пап)е! !. 'сеаау, Аппп.
Яек СеУ Пеи Вю!. 13: 363-393, 1997. С разрешения Аппиа! Яешеттз.] 100 нм а) одна гринвающая едоватепьность т к оеатепьность в-а з-з в) и с другими молекулами фиброиектииа, формируя фибриллу грие. 19.74). Эта за висимость от натяжения и необходимость взаимодействия с поверхностью клеток позволяет фибриллам образоваться именно там, где оии нужны, и не допускает их сборку в неподходящих местах, например в кровеносном русле.
Множественные повторы, подобные домену фиброиектииа Ш, встречаются во многих других белках виеклеточиого матрикса, и возможно, что натяжение, при ложеииое к этим белкам, также выводит наружу маскированные сайты связывания и тем самым влияет иа их полимеризацию.
! 9.6Л Б. Фибронеитины свлзываютсл с интегринами с Помощью зтзаь)-последовательности Один из сгюсобов анализа сложного многофункционального белка, каковым является фиброиектии, заключается в его расщеплеиии иа фрагменты и определеиии функции каждого тако~о домена по отдельности.
Если воздействовать иа фиброиектии 11/23' ЧВСтб:5;((Пфтичиа'КОИтЕКСтЕ'ИК'СОВОКуПНОСчтн: Рис. 19.79. Разворачивание фибронектинового домена типа и! при растяжении. В результате растягивания молекулы фибронектина становятся доступными скрытые сайты связывания. Зто позволяет вытянутым молекулам образовывать ф ила менты, см. Рис. 19. 74. (Из Н.
Нове! апг/ аз. Заев! т, я/аг. Век аг/о/. Се// Вю/. 7: 265-275, 2006. С разрешения издательства /Иасгп!!!ап Риынкегз Пг/.) протеолитическими ферментами в низкой концентрации, то полипептидная цепь разрезается по линкерным участкам между доменами, оставляя сами домены не тронутыми. После этого можно показать, что один из доменов связывается с кол лагеном, другой с гепарином, третий со специальными рецепторами на поверх ности клетки, и так далее (см. рис. 19.72, б). С помощью синтетических пептидов, соответствующих различным сегментам доменов связывания с кле!кой, идентифи цировали специфическую последовательноспг из трех аминокислот (Агд Иу Атр, или ЛСгО), которая встречается в одном нз доменов П) (см. рис.
19.72, в). Эта последовательность — важнейший компонент сайта связывания с клеткой. Даже очень короткие пептиды, в состав которых входит эта КСР-последовательность, способны конкурировать с фибронектином за сайты связывания на поверхности клеток, ингибируя тем самым прикрепление клеток к фибронектиновому матриксу. Закрепленные на твердой подложке пептиды могут фиксировать на ней клетки. Помимо фибронектина, КСР последовательность содержат еше несколько внеклеточных белков, участвующих в связывании клеток с субстратом. Неко торые из них принимают участие в свертывании крови; пептиды, содержашие КСтР последовательность, пригодились при создании веществ, препятствующих Рис.
19.74. Образование фибронектиновык фибрилл на поверхности клетки. На рисунке представлен передний край мигрирующего фибробласта мыши. Внеклеточный белок адгезии фибронектин окрашен зеленым, а внутриклеточные актиновые филаменты — красным. Сначала фибронектин представлен в виде небольших точечных гранул вблизи переднего конца клеток. Затем он скапливается в области фокальнык контактов (точек прикрепления актиновык филаментов) и образует фибриллы, параллельные актиновым филаментам. Фибронектин связан с актиновыми филаментами с помощью интегринов, пронизывающих клеточную мембрану, Считают, что благодаря этой связи молекулы фибронектина испытывают натяжение и разворачиваются.
В результате этого открываются скрытые сайты связывания, что способствует образованию фибрилл. (С любезного разрешения Вошпеп Рапаоч апг/ Кепяеся тагора.) 19.6. Виекпеточный матрикс соединительных тканей животных 1829 свертыванию крови. Аналогичным приемом пользуются некоторые змеи: в состав их яда входят КС Р-содержагцие белки дезинтегрины, препятствующие свертыванию крови и остановке кровотечения у жертвы. Рецепторы КОР-содержащих белков на поверхности клетки принадлежат к семейству интегринов. Однако каждый интегрин специфически распознает свой небольшой наГюр молекул матрикса. Это говорит о том, что для прочно го связывания недостаточно одной лишь КСР-последовательности.
Кроме того, КОР-последовательность — не единственная последовательность, которую могут распознавать и связывать интегрины. 19.б.1б. Клеткам приходится не только вырабатывать матрикс, но и разрушать его Способность клеток разрушать внеклеточный матрикс столь же важна, сколь и умение его синтезировать и связываться с ним. Например, при регенерации ткани необходимо быстро демонтировать матрикс; макромолекулы внеклеточного матрикса у взрослых животных на вид не претерпевающего никаких изменений, постоянно расщепляются и синтезируются вновь.
Благодаря этому кость, к примеру, может перестроиться так, чтобы эффективнее сопротивляться прилагаемой нагрузке (см. главу 23). Если рассматривать отдельно взятую клетку, то способность разрушать матрикс вокруг себя важна для нее по двум причинам: это дает ей возможность делиться, будучи окруженной матриксом, и позволяет ей перемещаться. Как мы уже упоминали, клетки соединительной ткани, чтобы делиться, должны уметь растягиваться. Если в клетке отсутствуют ферменты, разрушающие окружающий матрикс, либо если матрикс оказывается устойчив к их воздействию, она остается запертой и не способна принять вытянутую форму, так как окружающий ее матрикс непроницаем; в результате клетка вряд ли сможет поделиться, а ее перемещение крайне затруднено.
Локачизованное расщепление компонентов матрикса также необходимо при пересечении базальной мембраны. Это происходит в норме при ветвлении эпителиальных структур, например желез, и позволяет разрастаться популяции эпнтелиальных клеток. Сюда же относится миграция лейкоцитов через базальную мембрану кровеносного сосуда в ткань при заражении или травме. Есть и не такие безобидные примеры; деградация матрикса также играет Гюльшую роль в распространении раковых клеток по организму и в способности раковых клеток к пролиферации в тканях, в которые они внедрились (см.
главу 20). 19.6.17. Деградация матрикса происходит вблизи клеток Как правило, компоненты матрикса расщепляются внеклеточными протеолитнческими ферментами (протеазами), которые действуют вблизи вырабатывающих их клеток. Так, антитела к продуктам протеолитического расщепления окрашивают матрикс лишь в непосредственной близости от клеток. Многие из этих протеаз принадлежат к одному из двух больших классов. Большинство из них являются металлопротеазами матрикса, и для их активности необходимы связанные Сам и Епг', другие представляют собой сериновые протеазы, у которых в активном центре имеется высоко реакционно-способный остаток серина. Метазлопротеазы и сериновые протеазы совместно расщепляют коллаген, ламинин и фибронектин. Некоторые металлопротеазы, например коллагеназы, высокоспецифичны и расщепляют лишь определенные белки в небольшом количестве сайтов протеолиза.
Таким образом, структурная целостность матрикса сохраняется, а степень протеолиза достаточна для миграции клепж. Другие 19.б. Внеклеточный игатрикс соединительных тканей животных 1831 Секреция ингибиторов: область действия протеза ограничивают различные выделяемые во внеклеточное пространство ингибиторы, в том числе тканевые ингибиторы металлопротеаз (1Ыие гп1ггЬг1огз о1 те1аВорго1еазез, ТПМР) и ингибиторы сериновых протеаз — серпины. Ингибиторы являются специфичными к соответствующей протеазе и прочно связываются с активным ферментом, блокируя его активность. Интересно, что ингибиторы выделяются клетками, находящимися на границе области активного разрушения матрикса, защищая те участки, которые следует сохранить; они также могут защищать поверхностные белки, необходимые для миграции и установления контактов.
Повышенная экспрессия Т1 МР подавляет миграцию клеток некоторых типов, что свидетельствует о важной роли металлопротеаз в этом процессе. Заключение Клетки соединительной ткани окружены сложно устроенным внеклеточным матриксом, который не только обьединяет их в единое целое, но и влияет на их выживание, развитие, форму, полярность и передвижение. В состав матрикса входят различные белковые волокна, которые вплетаются в гидратированный гель, образованный сетью гликозаминогликановых цепочек. Гликозаминогликаны представляют собой неоднородную группу отрицательно заряженных полисахаридных цепочек, образующих в связи с белком молекулу протеогликана (за исключением гиалуроновой кислоты). К отрицательным зарядам притягиваются осмоактивньге катионы, которые насасывают воду в матрикс и удерживают его в набухшем состоянии. Поэтому матрикс занимает большой обьем внеклеточного пространства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
