Белки и клеточная адгезия

К типичным гликопротеинам относят большинство белковых гормонов, секретируемые в жидкие среды организма вещества, мембранные сложные белки, все антитела (иммуноглобулины), белки плазмы крови, молока, овальбумин, интерфероны, факторы комплемента, группы крови, рецепторные белки и др. Из этого далеко не полного перечня гликопротеинов видно, что все они выполняют специфические функции обеспечивают клеточную адгезию, молекулярное и клеточное узнавание, антигенную активность опухолевых клеток, оказывают защитное и гормональное, а также антивирусное действие. [c.91]

Существуют волокнообразующие белки двух функциональных типов преимущественно структурные (коллаген и эластин) и главным образом адгезивные (такие, как фибронектин и ламинин). Фибриллярные коллагены (типы I, II и III) представляют собой канатовидные трехспиральные молекулы, которые во внеклеточном пространстве агрегируют в длинные фибриллы, а те в свою очередь могут организовываться в разнообразные высокоупорядоченные структуры. Молекулы коллагена типа IV организуются в пластоподобные сети, составляющие основу всех базальных мембран. Молекулы эластина благодаря многочисленным поперечным сшивкам образуют сеть волокон и слоев, которые могут растягиваться и вновь сокращаться, придавая матриксу упругость. Фибронектин и ламинин служат примерами крупных адгезивных гликопротеинов матрикса фибронектин очень широко распространен в соединительных тканях, а ламинин содержится главным образом в базальной мембране. Благодаря своим множественным прикрепительным доменам такие белки способствуют клеточной адгезии и участвуют в организующем влиянии внеклеточного матрикса на клетки. Многие из этих адгезивных гликопротеипов содержат общую трипептидпую последовательность (КОВ), которая составляет часть структуры, узнаваемой интегринами - членами суперсемейства гомологичных трансмембранных рецепторов для компонентов матрикса. [c.513]

Коллаген состоит из трехцепочечных спиральных молекул, из которых во внеклеточном пространстве строятся длинные, похожие на канаты фибриллы или же слои, которые в свою очередь могут образовывать множество высокоупорядоченных структур. Молекулы эластина образуют обширную сеть, состоящую из ковалентно сшитых волокон и слоев способность этой сети растягиваться и сжиматься придает матриксу упругие свойства. Молекулы фибронектина образуют волокна, способствующие клеточной адгезии. Гликозаминогликаны представляют собой гетерогенную группу длинных отрицательно заряженных полисахаридных цепей, которые (за исключением гиалуроновой кислоты) ковалентно соединены с белком в гигантские молекулы протеогликанов. Как полагают, все эти белки и полисахариды матрикса могут взаимодействовать, образуя множество различных пространственных структур, причем тип структуры отчасти определяют секретирующие матрикс клетки. Поскольку ориентация элементов матрикса в свою очередь влияет на ориентацию заключенных в нем клеток, вполне вероятно, что упорядоченность может передаваться через матрикс от клетки к клетке. [c.241]

Клеточная мембрана представляет собой жидкий, частично отрицательно заряженный двойной слой. Отрицательно заряженные гликопротеиды располагаются на наружной поверхности клеточной мембраны, но их полипептидные цепи проникают через клеточную мембрану и контактируют с внутриклеточными белками. Именно эти поверхностные гликопротеиды и играют ведущую роль в межклеточном узнавании и клеточной адгезии. Еще в 1962 г. было высказано предположение о том, что гли- [c.25]

Несмотря на то что каждому типу мембран присущи определенные липидные и белковые компоненты, основные структурные и функциональные особенности, обсуждаемые в этой главе, характерны как для внутриклеточных, так и для плазматических мембран. Прежде всего нам хотелось бы рассмотреть структуру и организацию главных компонентов всех биологических мембран - липидов, белков и углеводов. Затем мы обсудим механизмы, используемые клетками для транспорта малых молекул через плазматическую мембрану, а также способы поглощения и выделения клетками макромолекул и крупных частиц. В последующих главах будут проанализированы некоторые дополнительные функции плазматической мембраны роль в клеточной адгезии (гл. 14) и в сигнальных функциях (гл. 12). [c.349]

Для выявления молекул клеточной поверхности, участвующих в межклеточной адгезии, белки плазматической мембраны солюбилизируют, отделяют друг от друга и каждую фракцию испытывают на способность нейтрализовать действие фрагментов антител, блокирующее агрегацию клеток (этапы 3 и 4). Затем фракции, проявившие такую способность, очищают и вновь тестируют до тех пор, пока не будет получен чистый белок (этот процесс на схеме не показан). Другой Иммунологический подход состоит в получении большого числа моноклональных антител (разд. 4.5.4) к антигенам клеточной поверхности и их скрининге для выявления тех, которые будут блокировать межклеточную адгезию. Оба иммунологических метода основаны на важном общем наблюдении простое нанесение на клеточную поверхность антител само по себе не препятствует нормальной клеточной адгезии адгезия блокируется только тогда, когда мишенями для связывания антител служат специфические молекулы клеточной [c.518]

Различные условия, необходимые для роста нормальных и трансформированных клеток, и противоположное влияние на них адгезии к клеточному матриксу (рис. 13-38) могут иметь логическое объяснение. Сложная структура, формирующаяся в фокальном контакте между клеткой и субстратом, в каком-то отношении, вероятно, играет очень важную роль в возникновении внутриклеточных сигналов, регулирующих деление клеток. Наблюдаемые явления можно было бы объяснить, предположив, что для нормального запуска деления необходимы три шага 1) прикрепление клетки к матриксу при участии упорядоченного комплекса цитоскелетных белков, образующегося внутри клетки (разд. 11.2.8) 2) активация этого комплекса, как правило, одним или несколькими факторами роста для создания сигнала к делению и 3) частичное [c.435]

Рис. 13-37. Умозрительная модель, поясняющая, как могли бы происходить быстрые изменения клеточной адгезии при стимуляции клеток к делению фактором PDGF. Связывание PDGF с его рецептором приводит (пока не известным путем) к фосфорилированию белка -sr . В результате эта протеинкиназа, связанная с плазматической мембраной, активируется и в свою очередь фосфорилирует тирозиновые остатки соседних трансмембранных белков клеточной адгезии, в том числе рецептор фибронектина. Это приводит к тому, что фокальные контакты и другие участки клеточной адгезии частично разрушаются и связанные с ними актиновые филаменты теряют связь с мембраной. Частично эта модель основана на наблюдениях над клетками, трансформированными вирусом саркомы Рауса, которые содержат постоянно активный

Мембранные рецепторы выполняют функции узнавания (иммунокомпе-тентная система), адгезии (обеспечение межклеточных контактов, формирование тканей), регуляции активности ионных каналов (электрическая возбудимость, создание мембранного потенциала). Мембранные ферменты в составе бислоя приобретают большую стабильность и способность к осуществлению реакций, которые в гидрофильном окружении протекали бы с весьма малой скоростью. Липидное окружение предоставляет таким белкам привилегированные условия функционирования, но и накладывает ограничения на поведение белковых ассоциатов последнее сильно зависит от плотности упаковки (микровязкости) мембран. Поэтому факторы, влияющие на липидный состав и свойства клеточной мембраны, оказывают регулирующее влияние на функции мембранных белков. [c.303]

Поскольку контакты соединительного комплекса между подвижными эмбриональными клетками не видны (за исключением, возможно, небольших щелевых контактов), формирование межклеточных соединений может быть важным механизмом иммобилизации клеток внутри организованной ткани, когда она уже сформировалась Разумная гипотеза состоит в том, что временная адгезия белков клеточной поверхности приводит к тканеспецифической межклеточной адгезии, которая затем стабилизируется в результате образования межклеточных соединений. Поскольку многие из трансмембранных гликопротеинов, участвующих в этом процессе, способны диффундировать в плоскости плазматической мембраны, они могут накапливаться в местах межклеточного контакта и. таким образом, использоваться как для временной адгезии, так и для формирования специализированных соединительных структур. Так, некоторые белки межклеточной адгезии, например Е-кадгерииы (разд. 14.3.7), могут способствовать инициации межклеточной адгезии, а позднее становиться составной частью межклеточных соединений. [c.525]

Мембранные рецепторные молекулы — белки, гликонротепды и др.— участвуют в важнейших биологических явлениях. О формировании иммунитета рассказано в 4,8 и 17.11. Межклеточные взаимодействия, ответственные за морфогенез (см. 17.10), осуществляются посредством молекулярных, химических сигналов. Это доказывается прямыми опытами, в которых взаимодействие клеток нарушалось введением между ними кусочка целлофана. При замене целлофана агаром взаимодействие восстанавливалось. Давно было показано, что разделенные клетки губки объединяются вновь при помещении в морскую воду, причем образуются вполне сформированные маленькие губки. Регенерация оказывается видоспецифической. Очевидно, что узнавание, приводящее к упорядочению клеток, требует молекулярной сигнализации, контакта и адгезии клеточных поверхностей. [c.358]

Чтобы расшифровать правила узнавания и связывания, используемые в морфогенезе сложных тканей, идеальной была бы возможность инактивировать различные типы белков-рецепторов межклеточной адгезии и адгезии между клетками и матриксом индивидуально и в различных комбинациях. По мере того как возрастает число охарактеризованных моноклональных антител и белковых фрагментов, каждый из которых блокирует один-единственный тип молекулы межклеточной адгезии или рецептора матрикса, и по мере того как гены, кодирующие эти белки клеточной поверхности, становятся доступными для использования in vitro и в трансгенных животных, эта мечта биологов развития становится реальностью. [c.525]

Поиск нейронспецифических белков, связанных с генетическими нервными заболеваниями, очень сложен, однако перспективен. Примером является белок Pel Duarte (специфический белок мозга), наличие которого связывают с заболеванием шизофренией [12]. Все возрастающее число специфических компонентов нервной системы открываютс помощью иммунологических методов. Так как их функция неизвестна, они обозначаются символами NS1, NS2, L1 и т. д. (NS — антиген нервной системы). Применение техники моноклональных антител ведет к открытию антигенов клеточной поверхности, специфичных для различных типов клеток нервной системы. Таким способом обнаружен фактор адгезии нейрональных клеток (N- AM), который, по-видимому, играет важную роль в развитии нервной системы [13]. Мы вернемся к этому в следующей главе. Установлено, что мозг экспрессирует 30 ООО генов, продукты которых все еще ждут исследования. [c.315]

Рис. 18-58. Роль двух вспомогательных рецепторных белков, расположенных на поверхности Т-клеток. Гликопротеин D8 на цитотоксических Т-клетках связывается, по-видимому, с молекулами МНС класса I, а глико протеин D4 на Т-хелперах - с молекулами МНС класса П. Полагают, что в обоих случаях происходит связывание с невариабельными частями молекул МНС. Эти белки межклеточной адгезии помогают стабилизировать связывание Т-клеточных рецепторов с комплексами аптигеп-МНС па поверхпости клетки-мишени, особенно когда связывание слабое. В этих

Хотя белки, подобные N- AM, Ng- AM и ламинину, играют, по-видимому, важную роль в клеточной адгезии и в управлении миграцией конусов роста, свойства этих белков не дают ясного ответа на главный вопрос почему одни конусы роста выбирают один путь, тогда как другие предпочитают другой [c.356]

Ионам Са принадлежит центральная роль в регуляции многих клеточных функций. Изменение концентрации внутриклеточного свободного Са является сигналом для активации или ингибирования ферментов, которые в свою очередь регулируют метаболизм, сократительную и секреторную активность, адгезию и клеточный рост. Источники Са могут быть внутри- и внеклеточными. В норме концентрация Са в цитозоле не превышает 10 М, и основными источниками его являются эндоплазмати-ческий ретикулум и митохондрии. Нейрогормональные сигналы приводят к резкому повышению концентрации Са (до 10 М), поступающего как извне через плазматическую мембрану (точнее, через потенциалзависимые и рецепторзависимые кальциевые каналы), так и из внутриклеточных источников. Одним из важнейших механизмов проведения гормонального сигнала в кальций—мессенджерной системе является запуск клеточных реакций (ответов) путем активирования специфической Са -кальмодулин-зависимой протеинкиназы. Регуляторной субъединицей этого фермента оказался Са -связывающий белок кальмодулин (мол. масса 17000). При повышении концентрации Са в клетке в ответ на поступающие сигналы специфическая протеинкиназа катализирует фосфорилирование множества внутриклеточных ферментов —мишеней, регулируя тем самым их активность. Показано, что в состав киназы фосфорилазы Ь, активируемой ионами Са , как и КО-синтазы, входит кальмодулин в качестве субъединицы. Кальмодулин является частью множества других Са -свя-зывающих белков. При повышении концентрации кальция связывание Са с кальмодулином сопровождается конформационными его изменениями, и в этой Са -связанной форме кальмодулин модулирует активность множества внутриклеточных белков (отсюда его название). [c.296]

Трансформированные клетки отличаются от нормальных и своим поведением в культуре они слабо прикрепляются к субстрату, не распластываются, у них не образуется упорядоченных пучков внутриклеточных актиновых филаментов (разд. 10.5.4), и они растут до значительно больших плотностей, чем нормальные клетки (разд. 11.1.8). Если к культуре трансформированных клеток, синтезируюших сравнительно мало фибронектина, добавить большое количество этого белка, клетки быстро прилипают к субстрату, распластываются и образуют упорядоченные пучки актиновых филаментов (рис. 12-65). Эти клетки выглядят как нормальные фибробласты, но по-прежнему размножаются до аномально высокой плотности. Видимо, фибронектин способствует клеточной адгезии, но непосредственно не контролирует пролиферацию клеток. Сейчас показано, что очишенный фибронектин помогает связыванию клеток различного типа с другими клетками, а также с коллагеном и иными субстратами. Так как высокие концентрации фибронектина были найдены в области миграции эмбриональных клеток, полагают, что этот гликопротеин влияет на передвижение клеток in vivo, изменяя их адгезивность. [c.237]

Уже около 50 лет изучаются процессы ткане- и видоспецифической клеточной адгезии. Исследователи, пытаясь понять действующие силы при этом виде клеточных отнощений, предпола-гают наличие определенных, неидентичных белков мембраны, которые будучи взаимно комплементарными, осуществляют физическую связь между клетками. Иначе, они выдвигают принцип +/— комплементарности , или лиганд-рецепторного взаимодействия , действующий при ткане- и видоспецифическом клеточном кооперировании. Существует и другая точка зрения, предполагающая взаимодействие по принципу своего со своим . Эту точку зрения в 1975-1980 гг. высказывал и автор этой книги. [c.306]

Взаимоотношения клеточной адгезии, морфологии и экспрессии таких метаболических параметров, как аэробный гликолиз, несомненно, сложны, а наши знания все еще элементарны. Немного известно об изменениях гликолиза при нарушении клеточной пролиферации. Однако эти описанные предварительные эксперименты указывают па зависимость типа метаболического ответа от поверхностного прикрепления. Альтернативная точка зрения — введение бычьего сывороточного альбумина повышающего гликолиз до уровня, наблюдаемого в клетках, растущих в средах с добавлением эмбриональной телячьей сыворотки, изменяет реакции, лимитирующие уровень гликолиза, путем прямого воздействия на поверхностные белки или энзимы (Tomei, Bertram, 1978). [c.170]

К числу биологических свойств белков относят в первую очередь их биока-талитическую активность. Благодаря особому строению молекулы или наличию активной группы, соединенной с белком, многие белки обладают способностью каталитически ускорять ход химических реакций. Это свойство белков играет огромную роль в осуществлении процессов жизнедеятельности. Оно будет детально рассмотрено в главе о ферментах. Другое не менее важное биологическое свойство белков—их гормональная активность, т. е. способность воздействовать на целые группы реакций в организме. Ряду белков присуши токсические свойства, патогенная активность, защитные и рецепторные функции, триггерное поведение, ответственность за явления клеточной адгезии и, как следствие этого, морфогенеза и т. п. [c.79]

У бактерий и некоторых грибов функцию адгезинов выполняют белки фимбрий Вместе с тем у грамотрицательных бактерий могут образовываться так называемые локальные зоны адгезии между клеточной мембраной и клеточной стенкой, лишенной пептидог-ликанового слоя В этих зонах два фосфолипидных слоя входят в [c.149]

S-слои. У некоторых прокариот обнаружены регулярно структурированные S-слои (от англ. surfa e — поверхность), выстилающие наружную поверхность клеточной оболочки равномерно упакованными белковыми образованиями правильной формы (рис. 45). S-слои обычны среди архей, у которых они могут быть единственным слоем клеточной стенки поверх ЦПМ. S-слои имеют упаковку и расположение, подобные паркетным дощечкам, плотно покрывающим клетку и состоящим из белков или гликопротеинов. У грамотрицательных бактерий S-слои прилегают непосредственно к внешней мембране, у грамположительных — ассоциированы с поверхностью пептидогликана. S-слои защищают клетку от флуктуаций pH и резких изменений концентраций каких-либо ионов, осмотического стресса, от действия ферментов или бактерий-хищ-ников вроде Bdellovibrio. S-слои помогают удерживать форму клетки, по крайней мере, у некоторых видов, а также способствуют адгезии клеток к поверхностям. Для патогенных микроорганизмов установлено, что S-слои помогают им справиться с атакой комп- [c.54]

Рис. 13-39. Гипотетическая схема, объясняющая наблюдаемую зависимость пролиферации нормальных и трансформированных клеток от адгезии между клетками и матриксом. Главное внимание уделяется двум типам молекул 1) цитоплазматическому белку, который служит внутриклеточным сигналом к делению, и 2) трансмембранному линкерному белку, который может связываться как с цитоплазматической сигнальной молекулой по одн) сторону клеточной мембраны, так и с внеклеточным матриксом по другую сторону. Это связывание -кооперативный проиесс, так что сигнальные молекулы, связавшиеся с линкерным белком внутри клетки, стабилизируют трансмембранную структуру и способствуют ее связыванию с внеклеточным матриксом и наоборот, связывание с внеклеточным матриксом способствует связыванию сигнальных молекул с линкерным белком внутри клетки. Чтобы клетка получила сигнал к делению, сигнальные молекулы должны быть несвязанными в цитоплазме и находиться в активной конформации, в которой они менее прочно связываются с линкерным белком Предполагается, что сигнальные молекулы активируются при их фосфорилировании, которое происходит благодаря киназной активности

Для идентификации некоторых гликопротеинов клеточной поверхности, участвующих в межклеточной адгезии у позвоночных, был использован иммунологический метод, представленный на рис. 14-63. В одном из наиболее изученных примеров были получены фрагменты моновалентного антитела к клеткам сетчатки куриного эмбриона. Затем были отобраны антитела, ингибирующие реагрегацию этих клеток in vitro. Мембранные белки клеток сетчатки были затем фракционированы и испытаны на способность нейтрализовать блокирующую активность антител. Таким путем был идентифицирован крупный (около 1000 аминокислотных остатков) грансмембранный гликопротеин, названный молекулой адгезии нервных клеток (N- AM). N- AM экспрессируется на поверхности нервных и глиальных клеток (разд. 19.1.6), склеивая их при участии [c.520]

У позвоночных находят все больше гликопротеинов клеточной поверхности, осушествляюших Са -независимую межклеточную адгезию, которые принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов. Однако не все поверхностные белки, участвующие в такой адгезии, относятся к этому суперсемейству например, те, которые функционируют только в присутствии внеклеточных ионов Са , принадлежат к другому семейству. [c.521]

Смотреть страницы где упоминается термин Белки и клеточная адгезия: [c.79] [c.433] [c.432] [c.433] [c.438] [c.282] [c.357] [c.357] [c.506] [c.403] [c.560] [c.432] [c.433] [c.438] [c.518] [c.282] [c.440] [c.115] [c.539] [c.351] [c.467]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология