Кавеолы
 Внешние изображения
| |
|---|---|
|
[www.ruf.rice.edu/~rur/issue1_files/Faculty/FAC_BR_fig1.jpg A. Электронная микрофотография эндотелиальной клетки, показывающая кавеолы. B. Химический состав кавеол.] |
Кавео́лы (от лат. caveola — «малая пещера») — небольшие (размером 50—100 нм) колбообразные впячивания плазматической мембраны в клетках позвоночных многих типов, в особенности эндотелиальных клетках (где они и были впервые обнаружены[1]), адипоцитах и альвеолоцитах I типа (кавеолы могут составлять 30—70 % мембран этих клеток)[2]. В состав кавеол входит ключевой белок — кавеолин[3], а также такие липиды, как холестерин и сфинголипиды. Кавеолы участвуют в передаче клеточных сигналов[4], эндоцитозе, онкогенезе, заражении клетки рядом патогенных бактерий и вирусов[5][6][7].
Строение
| Внешние изображения
| |
|---|---|
|
|
[www.bio.davidson.edu/people/kabernd/berndcv/lab/epithelialinfoweb/calvaeolae.jpg Димеры кавеолина в мембране, составляющей кавеолу] |
|
|
[pharmrev.aspetjournals.org/content/54/3/431/F4.large.jpg Механизм связывания кавеолинового димера с мемраной в области кавеол] |
Образование и поддержание структуры кавеол обеспечивается в основном белком кавеолином массой 21 кДа. У млекопитающих существуют три гена, кодирующих кавеолины: Cav1[en], Cav2[en] и Cav3[en][8]. Эти белки имеют общую топологию: они представляют собой интегральные мембранные белки[en]* с двумя глобулярными доменами, соединёнными шпилькообразным гидрофобным доменом, который связывает белок с цитоплазматической стороной плазматической мембраны. Дополнительно белок заякоривают в мембране три пальмитоильные группы, связанные с С-концевым глобулярным доменом. Кавеолин связывается с холестерином в мембране, вызывая образование впячивания мембранного липидного бислоя — кавеолы. Кавеолы — это необычные липидные рафты: они содержат оба липидных слоя мембраны, и цитоплазматический, с которым связывается кавеолин, и обращённый наружу, который является типичным сфинголипид-холестероловым рафтом со связанными посредством GPI-якоря белками[3].
Функции
Кавеолы участвуют во множестве клеточных процессов, среди которых мембранный транспорт и формирование клеточного ответа на внешний сигнал[3]. Одной из важнейших функций кавеол является их участие в эндоцитозе. В отличие от клатриновых, COPI[en]- и COPII[en]-везикул, инвагинация кавеол и захват груза обусловлены липидным составом мембраны, а не сборкой цитоплазматической белковой оболочки. Может быть, кавеолины принимают участие в стабилизации рафтов с определёнными мембранными белками. Отшнуровывание кавеол от плазматической мембраны опосредовано GTPазой динамином II; после этого кавеолы доставляют своё содержимое либо в кавеосому — особый компартмент, похожий на эндосому, либо в ходе трансцитоза переносят его на противоположный конец полярной клетки. Кавеосома может далее слиться с другой кавеосомой или с первичной эндосомой. С помощью такого эндоцитоза происходит, например, трансцитоз альбумина эндотелиальными клетками и интернализация инсулиновых рецепторов у адипоцитов. Стоит отметить, что, так как кавеолины — это интегральные белки мембраны, они не диссоциируют от везикул после эндоцитоза, а вместо этого доставляются в компартменты-мишени, где существуют как мембранные белки[1]. Кроме того, в кавеосомах сохраняется нейтральный рН и отсутствуют маркеры, характерные для ранних эндосом[8][9].
Рецепторы инсулина и других факторов роста, а также некоторых GTP-связывающих белков и протеинкиназ, связаны с трансмембранной передачей сигнала, которая, по-видимому, локализуется в рафтах и, возможно, кавеолах[3]. Показано, что кавеолины могут связывать некоторые сигнальные молекулы и таким образом регулировать передачу сигнала. Кавеолы также вовлечены в регуляцию мембранных каналов[en] и кальциевые сигнальные пути[en][9].
Кавеолы могут быть использованы некоторыми патогенами для проникновения в клетку, и таким образом они избегают деградации в лизосомах. Впрочем, некоторые бактерии используют не просто единичные кавеолы, а богатые кавеолами участки мембран. К патогенам, использующим такой путь, относятся вирус SV40, полиомавирус, а также некоторых бактерии, в числе которых — некоторые штаммы Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Porphyromonas gingivalis[en][9].
Кавеолы могут быть вовлечены в регуляцию липидного обмена. В адипоцитах наблюдается высокий уровень экспрессии кавеолина Cav1. Кавеолин связывается с холестерином, жирными кислотами и жировыми каплями, тем самым принимая участие в управлении липидным обменом[9].
Наконец, кавеолы могут функционировать как механосенсоры[en] в клетках некоторых типов. В частности, в клетках эндотелия они задействованы в ощущении скорости тока крови по сосудам. В гладкой мускулатуре кавеолин Cav1 участвует в формировании чувства растяжения мышц[9].
Ингибиторы
Известны некоторые ингибиторы работы кавеол, среди которых филипин III, генистеин и нистатин[8].
См. также
Напишите отзыв о статье "Кавеолы"
Примечания
- ↑ 1 2 Альбертс и др., 2013, с. 1213.
- ↑ Dr. Babak Razani, Dr. Michael Lisanti [www.ruf.rice.edu/~rur/issue1_files/razani.html The Role of Caveolae and the Caveolins in Mammalian Physiology.] // Reviews in Undergraduate Research. — № 1.
- ↑ 1 2 3 4 Nelson, Cox, 2008, p. 386.
- ↑ Anderson R. G. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9759488 The caveolae membrane system.] (англ.) // Annual review of biochemistry. — 1998. — Vol. 67. — P. 199—225. — DOI:10.1146/annurev.biochem.67.1.199. — PMID 9759488.
- ↑ Frank P. G., Lisanti M. P. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15361787 Caveolin-1 and caveolae in atherosclerosis: differential roles in fatty streak formation and neointimal hyperplasia.] (англ.) // Current opinion in lipidology. — 2004. — Vol. 15, no. 5. — P. 523—529. — PMID 15361787.
- ↑ Li X. A., Everson W. V., Smart E. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16039968 Caveolae, lipid rafts, and vascular disease.] (англ.) // Trends in cardiovascular medicine. — 2005. — Vol. 15, no. 3. — P. 92—96. — DOI:10.1016/j.tcm.2005.04.001. — PMID 16039968.
- ↑ Pelkmans L. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16126288 Secrets of caveolae- and lipid raft-mediated endocytosis revealed by mammalian viruses.] (англ.) // Biochimica et biophysica acta. — 2005. — Vol. 1746, no. 3. — P. 295—304. — DOI:10.1016/j.bbamcr.2005.06.009. — PMID 16126288.
- ↑ 1 2 3 Lajoie P., Nabi I. R. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20630468 Lipid rafts, caveolae, and their endocytosis.] (англ.) // International review of cell and molecular biology. — 2010. — Vol. 282. — P. 135—163. — DOI:10.1016/S1937-6448(10)82003-9. — PMID 20630468.
- ↑ 1 2 3 4 5 Parton R. G., Simons K. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17318224 The multiple faces of caveolae.] (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. — 2007. — Vol. 8, no. 3. — P. 185—194. — DOI:10.1038/nrm2122. — PMID 17318224.
Литература
- David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of biochemistry. — Fifth edition. — New York: W. H. Freeman and company, 2008. — P. 386. — 1158 p. — ISBN 978-5-4344-0113-5.
- Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. Молекулярная биология клетки / Перевод с английского - А.Н. Дьяконовой, А.В. Дюбы и А.А. Светлова. Под ред. - Е.С. Шилова, Б.П. Копнина, М.А. Лагарьковой, Д.В. Купраша.. — М.—Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2013. — Т. 2. — С. 1213. — 1052 с. — ISBN 978-5-4344-0137-1.
- Thomas C. M., Smart E. J. [www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18315571 Caveolae structure and function.] (англ.) // Journal of cellular and molecular medicine. — 2008. — Vol. 12, no. 3. — P. 796—809. — DOI:10.1111/j.1582-4934.2008.00295.x. — PMID 18315571.
|
Эта статья входит в число добротных статей русскоязычного раздела Википедии. |
Отрывок, характеризующий Кавеолы
Основной, существенный смысл европейских событий начала нынешнего столетия есть воинственное движение масс европейских народов с запада на восток и потом с востока на запад. Первым зачинщиком этого движения было движение с запада на восток. Для того чтобы народы запада могли совершить то воинственное движение до Москвы, которое они совершили, необходимо было: 1) чтобы они сложились в воинственную группу такой величины, которая была бы в состоянии вынести столкновение с воинственной группой востока; 2) чтобы они отрешились от всех установившихся преданий и привычек и 3) чтобы, совершая свое воинственное движение, они имели во главе своей человека, который, и для себя и для них, мог бы оправдывать имеющие совершиться обманы, грабежи и убийства, которые сопутствовали этому движению.
И начиная с французской революции разрушается старая, недостаточно великая группа; уничтожаются старые привычки и предания; вырабатываются, шаг за шагом, группа новых размеров, новые привычки и предания, и приготовляется тот человек, который должен стоять во главе будущего движения и нести на себе всю ответственность имеющего совершиться.
Человек без убеждений, без привычек, без преданий, без имени, даже не француз, самыми, кажется, странными случайностями продвигается между всеми волнующими Францию партиями и, не приставая ни к одной из них, выносится на заметное место.
Невежество сотоварищей, слабость и ничтожество противников, искренность лжи и блестящая и самоуверенная ограниченность этого человека выдвигают его во главу армии. Блестящий состав солдат итальянской армии, нежелание драться противников, ребяческая дерзость и самоуверенность приобретают ему военную славу. Бесчисленное количество так называемых случайностей сопутствует ему везде. Немилость, в которую он впадает у правителей Франции, служит ему в пользу. Попытки его изменить предназначенный ему путь не удаются: его не принимают на службу в Россию, и не удается ему определение в Турцию. Во время войн в Италии он несколько раз находится на краю гибели и всякий раз спасается неожиданным образом. Русские войска, те самые, которые могут разрушить его славу, по разным дипломатическим соображениям, не вступают в Европу до тех пор, пока он там.
По возвращении из Италии он находит правительство в Париже в том процессе разложения, в котором люди, попадающие в это правительство, неизбежно стираются и уничтожаются. И сам собой для него является выход из этого опасного положения, состоящий в бессмысленной, беспричинной экспедиции в Африку. Опять те же так называемые случайности сопутствуют ему. Неприступная Мальта сдается без выстрела; самые неосторожные распоряжения увенчиваются успехом. Неприятельский флот, который не пропустит после ни одной лодки, пропускает целую армию. В Африке над безоружными почти жителями совершается целый ряд злодеяний. И люди, совершающие злодеяния эти, и в особенности их руководитель, уверяют себя, что это прекрасно, что это слава, что это похоже на Кесаря и Александра Македонского и что это хорошо.
Тот идеал славы и величия, состоящий в том, чтобы не только ничего не считать для себя дурным, но гордиться всяким своим преступлением, приписывая ему непонятное сверхъестественное значение, – этот идеал, долженствующий руководить этим человеком и связанными с ним людьми, на просторе вырабатывается в Африке. Все, что он ни делает, удается ему. Чума не пристает к нему. Жестокость убийства пленных не ставится ему в вину. Ребячески неосторожный, беспричинный и неблагородный отъезд его из Африки, от товарищей в беде, ставится ему в заслугу, и опять неприятельский флот два раза упускает его. В то время как он, уже совершенно одурманенный совершенными им счастливыми преступлениями, готовый для своей роли, без всякой цели приезжает в Париж, то разложение республиканского правительства, которое могло погубить его год тому назад, теперь дошло до крайней степени, и присутствие его, свежего от партий человека, теперь только может возвысить его.
Он не имеет никакого плана; он всего боится; но партии ухватываются за него и требуют его участия.
Он один, с своим выработанным в Италии и Египте идеалом славы и величия, с своим безумием самообожания, с своею дерзостью преступлений, с своею искренностью лжи, – он один может оправдать то, что имеет совершиться.
Он нужен для того места, которое ожидает его, и потому, почти независимо от его воли и несмотря на его нерешительность, на отсутствие плана, на все ошибки, которые он делает, он втягивается в заговор, имеющий целью овладение властью, и заговор увенчивается успехом.
Его вталкивают в заседание правителей. Испуганный, он хочет бежать, считая себя погибшим; притворяется, что падает в обморок; говорит бессмысленные вещи, которые должны бы погубить его. Но правители Франции, прежде сметливые и гордые, теперь, чувствуя, что роль их сыграна, смущены еще более, чем он, говорят не те слова, которые им нужно бы было говорить, для того чтоб удержать власть и погубить его.
Случайность, миллионы случайностей дают ему власть, и все люди, как бы сговорившись, содействуют утверждению этой власти. Случайности делают характеры тогдашних правителей Франции, подчиняющимися ему; случайности делают характер Павла I, признающего его власть; случайность делает против него заговор, не только не вредящий ему, но утверждающий его власть. Случайность посылает ему в руки Энгиенского и нечаянно заставляет его убить, тем самым, сильнее всех других средств, убеждая толпу, что он имеет право, так как он имеет силу. Случайность делает то, что он напрягает все силы на экспедицию в Англию, которая, очевидно, погубила бы его, и никогда не исполняет этого намерения, а нечаянно нападает на Мака с австрийцами, которые сдаются без сражения. Случайность и гениальность дают ему победу под Аустерлицем, и случайно все люди, не только французы, но и вся Европа, за исключением Англии, которая и не примет участия в имеющих совершиться событиях, все люди, несмотря на прежний ужас и отвращение к его преступлениям, теперь признают за ним его власть, название, которое он себе дал, и его идеал величия и славы, который кажется всем чем то прекрасным и разумным.
Как бы примериваясь и приготовляясь к предстоящему движению, силы запада несколько раз в 1805 м, 6 м, 7 м, 9 м году стремятся на восток, крепчая и нарастая. В 1811 м году группа людей, сложившаяся во Франции, сливается в одну огромную группу с серединными народами. Вместе с увеличивающейся группой людей дальше развивается сила оправдания человека, стоящего во главе движения. В десятилетний приготовительный период времени, предшествующий большому движению, человек этот сводится со всеми коронованными лицами Европы. Разоблаченные владыки мира не могут противопоставить наполеоновскому идеалу славы и величия, не имеющего смысла, никакого разумного идеала. Один перед другим, они стремятся показать ему свое ничтожество. Король прусский посылает свою жену заискивать милости великого человека; император Австрии считает за милость то, что человек этот принимает в свое ложе дочь кесарей; папа, блюститель святыни народов, служит своей религией возвышению великого человека. Не столько сам Наполеон приготовляет себя для исполнения своей роли, сколько все окружающее готовит его к принятию на себя всей ответственности того, что совершается и имеет совершиться. Нет поступка, нет злодеяния или мелочного обмана, который бы он совершил и который тотчас же в устах его окружающих не отразился бы в форме великого деяния. Лучший праздник, который могут придумать для него германцы, – это празднование Иены и Ауерштета. Не только он велик, но велики его предки, его братья, его пасынки, зятья. Все совершается для того, чтобы лишить его последней силы разума и приготовить к его страшной роли. И когда он готов, готовы и силы.
