Молекулы клеточной адгезии (CAMs)

Молекулы клеточной адгезии (CAMs) — это поверхностные белки клеток, которые опосредуют связывание между клетками, а также между клетками и внеклеточным матриксом. Сгруппированные в несколько семейств — кадгерины, интегрины, селектины и белки суперсемейства иммуноглобулинов — они являются молекулярными компонентами, которые формируют межклеточные соединения, направляют морфогенез и позволяют клеткам распознавать своих соседей и окружение, а также реагировать на них.

Definition

Молекулы клеточной адгезии — это трансмембранные или ассоциированные с мембраной белки, внеклеточные домены которых связывают лиганды на других клетках или во внеклеточном матриксе, опосредуя адгезию и часто передавая сигналы через мембрану; основные семейства включают кадгерины, интегрины, селектины и CAMs суперсемейства иммуноглобулинов.

Scope

Эта тема охватывает основные семейства CAMs, различие между кальций-зависимой и кальций-независимой адгезией, разницу между гомофильным и гетерофильным связыванием, контраст между межклеточной адгезией и адгезией к матриксу, а также роль CAMs как сигнальных рецепторов. Материал представлен в качестве справочной и образовательной информации, а не клинического руководства.

Key concepts

• Кадгерины (кальций-зависимая межклеточная адгезия)
• Интегрины (адгезия клетки к матриксу)
• Селектины (адгезия, связывающая углеводы)
• CAMs суперсемейства иммуноглобулинов
• Гомофильное против гетерофильного связывания
• Межклеточная адгезия против адгезии клетки к матриксу
• Адгезия-зависимая сигнализация и механосенсорика

Mechanisms

Каждое семейство CAMs использует характерную стратегию связывания. Кадгерины опосредуют кальций-зависимую, преимущественно гомофильную межклеточную адгезию и являются адгезивной основой адгезионных контактов и десмосом; связывание кальция между их внеклеточными повторами необходимо для адгезии. Интегрины — это гетеродимерные рецепторы, которые связывают лиганды внеклеточного матрикса и соединяют матрикс с актиновым цитоскелетом, опосредуя адгезию клетки к матриксу. Селектины связывают специфические углеводные лиганды и поддерживают транзиторную адгезию, в частности, качение лейкоцитов по эндотелию. CAMs суперсемейства иммуноглобулинов используют иммуноглобулиноподобные домены для кальций-независимого гомофильного или гетерофильного связывания. Помимо удержания клеток на месте, молекулы адгезии действуют как рецепторы: их активация передает сигналы внутрь клетки и позволяет клеткам ощущать механические свойства своей среды, таким образом, адгезия и сигнализация взаимосвязаны.

Clinical relevance

CAMs регулируют такие процессы, как формирование тканей, миграция лейкоцитов и клеточная миграция, а измененная адгезия является повторяющейся темой в исследованиях воспаления, развития и рака. Эта статья описывает молекулы и их механизмы для справки и образования и не является основой для диагностики или лечения.

History

Признание того, что различные семейства белков опосредуют клеточную адгезию, появилось в 1980-х годах, когда кадгерины, интегрины и другие адгезионные рецепторы были биохимически определены. Синтез Гамбинера (1996) представил клеточную адгезию как молекулярную основу архитектуры тканей и морфогенеза, а более поздние структурные работы прояснили, как кадгерины и катенины собираются и как адгезия связана с сигнализацией и механосенсорикой.

Key figures

• Barry Gumbiner
• Masatoshi Takeichi
• Richard Hynes
• Benjamin Geiger

Seminal works

• gumbiner-1996
• gumbiner-2005
• shapiro-weis-2009

Frequently asked questions

Каковы основные семейства молекул клеточной адгезии?

Основными семействами являются кадгерины, интегрины, селектины и CAMs суперсемейства иммуноглобулинов, каждое из которых имеет свой механизм связывания и типичную роль в межклеточной адгезии или адгезии клетки к матриксу.

Молекулы клеточной адгезии только удерживают клетки вместе?

Нет. Помимо опосредования адгезии, многие CAMs действуют как сигнальные рецепторы: связывание их лигандов передает информацию внутрь клетки и позволяет клеткам ощущать механические свойства своего окружения.