Кавеолы - Caveolae
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 . Первоначально они были обнаружены Э. Ямадой в 1955 году.
Эти структуры в форме колбы богаты белками, а также липидами, такими как холестерин и сфинголипиды, и выполняют несколько функций в передаче сигналов . Также считается, что они играют роль в механозащите , механочувствительности, эндоцитозе , онкогенезе и поглощении патогенных бактерий и некоторых вирусов .
Кавеолины
Первоначально считалось, что образование и поддержание кавеол в первую очередь связано с кавеолином , белком 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.
Cavins
Белки кавин появились в конце 2000-х как основные структурные компоненты, контролирующие образование кавеол. 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. Cavin4, аналогичный Cav3, специфичен для мышц.
Кавеолярный эндоцитоз
Кавеолы являются одним из источников клатрин- независимого рафт-зависимого эндоцитоза. 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. Однако он содержит молекулы, интернализованные кавеолярным эндоцитозом.
Этот тип эндоцитоза используется, например, для трансцитоза альбумина в эндотелиальных клетках или для интернализации рецептора инсулина в первичных адипоцитах.
Другие роли кавеол
- Было показано, что кавеолы необходимы для защиты клеток от механического стресса во многих типах тканей, таких как скелетные мышцы, эндотелиальные клетки и клетки хорды.
- 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 .
- 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.
- 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.
- 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.
Ингибиторы
Некоторыми известными ингибиторами пути кавеол являются филиппин III, генистеин и нистатин .
Смотрите также
использованная литература
внешние ссылки
- Изображение гистологии: 21402loa - Система обучения гистологии в Бостонском университете