Бета-катенін: регуляція міжклітинної адгезії.

Взаємодіючи безпосередньо з кадхеріном і опосередковано з актинові філаментах бета-катенін може піддаватися фосфорилюванню по тирозину і асоціювати з трансмембранного тирозин-фосфатазою, яка відповідно здатна дефосфорілірованний бета-катенін in vitro (Kypta RM et al., 1996).

Фосфорилювання по тирозину бета-катенін а корелює зі зменшенням адгезії у відповідь на стимул. Бета-катенін є необов’язковим елементом у встановленні рудиментарній міжклітинної адгезії, при якій бета-катенін безпосередньо взаємодіє з цитоплазматичною частиною кадхеріна (Nagafuchi A. et al., 1994).

Бета-катенін – центральний регуляторний компонент адгезійного комплексу, здатний взаємодіяти з білками-компонентами різних внутрішньоклітинних систем, такими як кадхеріна, APC, фасцін, факторами транскрипції і EGF-рецепторами (Yamada KM, Geiger B., 1997).

Бета-катенін: трансдукція сигналу

У клітинах, активованих факторами росту, бета-катенін зв’язується з білками-членами ErbB сімейства тирозин-кіназного рецепторів, у тому числі і з рис.2) (Shibamoto S. et al., 1994; Hoschuetzky H. et al., 1994) . Значення цього зв’язування для активації ErbB сигнального шляху поки обговорюється.

Виявлення гомології бета-катенін і з білком, продуктом гена сегментної полярності у Drosophila Armadillo (Arm), який є компонентом wnt / wingless сигнального шляху, контролюючого процеси ембріогенез а, дозволило припустити, що ці адгезійні білки також залучені в подібні сигнальні процеси у хребетних ( Gumbiner BM, 1996; Miller JR, Moon RT, 1996).

Було показано, що оверекспрессія бета-катенін в ембріонах Xenopus викликала додаткову закладку дорзальной (Funayama N. et al., 1995).

Інгібування експресії бета-катенін пригнічувало формування мезодерми як у Xenopus, так і в мишачих ембріонах (Haegel H. et al., 1995; Heasman J. et al., 1994).

Крім того, як бета-катенін в культивованих мишачих клітинах, так і Arm з Drosophila акумулюються в цитоплазмі при активації wnt / wingless сигналу (Papkoff J. et al., 1996) і обидва білка на певних стадіях розвитку виявляються в ядрі.

Таким чином, під дією сигналу від wnt-рецептора бета-катенін аккомуліруется в цитоплазмі і взаємодіє з LEF-1 (lymphoid enhancer factor-1), чинником транскрипції, роль якого полягає в перенесенні бета-катенін з цитоплазми в ядро ​​(рис.2) . У ядрі комплекс бета-катенін/LEF-1 взаємодіє з промотором (adenomatous polyposis coli), продукт гена пухлинного супресора, мутації якого пов’язані з раком товстого кишечника у людини (Polakis P., 1995).

Виявилося також, що бета-катенін і взаємодіють c актин-зв’язуючим білком, фасціном (Tao YS et al., 1996).

APC білок

Gene: [05q2/APC] adenomatous polyposis of the colon;

APC (adenomatous polyposis coli) – продукт гена пухлинного супресора, мутації якого пов’язані з раком товстого кишечника у людини (Polakis P., 1995).

У SW480 лінії ракових клітин, в яких АРС втрачає свою функцію, рівень цитоплазматичного бета-Катенін а підвищений; відновлення функції АРС призводить до зменшення кількості – катенін в цитоплазмі (Munemitsu S., et al., 1995). Передбачається, що АРС відіграє певну роль у контролюванні цитоплазматичного рівня бета-Катенін і плакоглобіна, також є учасником wnt / wingless сигнального шляху. Взаємодія APC з бета-катенін регулюється GSK (glycogen synthase kinase), серин / треоніновой кіназою (Rubinfeld B. et al., 1996). Функції АРС в клітці не досить ясні, проте показано зв’язування АРС і мікротрубочок in vitro, що може відігравати певну роль у взаємодії цитоскелетних структур в клітці. APC конкурує з Е-кадхеріна за зв’язування з бета-катенін [Rubinfeld, В. et al. (1993), Hulsken, J. et al. (1994), Nathke I.S. et al. (1996)]. Білок AРС, мабуть, грає також певну роль у спрямованої міграції клітин [Nathke IS et al. (1996)].

Фасцін

Карта білка фасціна

Фасцін це найпоширеніший білок бере участь у стабілізації актинових пучків в відомих клітинних процесах включають ріст волосся [Bartles, ea 2000], де додаткові кросслінкери беруть участь у створенні пучків. Створення пучків актину фасціном інгібується фосфорилюванням по серину in vitro [Yamakita, ea 1996] а також in vivo [Adams, ea 1999], але деталі процесу ще потрібно з’ясовувати [Tilney, ea 2000]. Наявність додаткового регуляторного шляху у формуванні пучків випливає з інгібування приєднання актину фасціном при впливі дребріна [Sasaki, ea 1996]. Бета-Катенін і плакоглобін взаємодіють c актин-зв’язуючим білком, фасціном (Tao YS et al., 1996). Фасцін залучений у формування пучків F-актину, зокрема в сайтах клітинної рухливості, таких як філоподіі і ламеллоподіі, а також пов’язаний з актином. Фасцін і бета-Катенін колокалізовани в провідному клітинному краї, так само як і в ділянках міжклітинної адгезії. Ця взаємодія не залежно від кадхеріна.

Окклудін

Інтегральним мембранним білком щільного з’єднання виявився окклудін (Furuse M. et al., 1994).

Окклудін взаємодіє з двома цитоплазматичними білками, ZO-1 і ZO-2 (zonula occludence 1, 2). Їх функція остаточно не ясна. Можливо, їх роль полягає в локалізації оккулдіна в сайтах між апікальної і базолатеральной поверхнями клітини.

Малі GTPази: роль в міжклітинної адгезії

Малі GTP-ази можуть локалізуватися в сайтах міжклітинної адгезії (Adamson P. et al., 1992). Було показано, що один з факторів обміну нуклеотидів (GEF), smgGDS, містить armadillo повтори (Hiraoka K. et al., 1992), характерні також для білків – членів адгезійного комплексу, бета-Катенін а, плакоглобіна і р120cas, що беруть участь також в регулюванні і міозину в міжклітинних взаємодіях в процесах розвитку у Drosophila (Eaton S. et al., 1995).

Малі GTPази: роль у функціонуванні міжклітинної контакту

Брага і співавторам вдалося показати, що присутність Rho і Rac в клітинах лінії нормальних людських фібробластів-необхідні компоненти міжклітинної адгезії (Braga V. et al., 1997). У цьому дослідженні, при мікроін’єкції С3 трансферази і N17Rac, (інгібіторів Rho і Rac відповідно) кадхеріновий комплекс вибірково віддалявся з ділянок міжклітинної адгезії, в той час як десмосоми, що містять інші члени сімейства кадхеріна, не взаємодіючих з і, рецепторами, також асоційованими з на міжклітинну адгезію також здійснюється хоча б частково за посередництва Rho GTPаз. У Ras-трансформованих епітеліоцитах, з більш фібробластоподібних фенотипом, поряд зі збільшенням кількості стрессфібрілл і фокальних контактів, руйнуються кадхеріновие міжклітинні контакти (Kinch MS et al., 1995).

При блокуванні активності Rho мікроін’екцірованіем С3 трансферази або домінантно негативного RhoА нормальний епітеліоцітний фенотип відновлювався лише частково, міжклітинна адгезія залишалася порушеною.

Таким чином, Rho і Rac необхідні для встановлення кадхеріновой міжклітинної адгезії. Реорганізація актину необхідна для стабілізації рецепторів в контакті, однак механізми, завдяки яким здійснюються перебудови актину, поки не ясні.

Контакт щільний: структура

Найважливішим елементом у структурі вибірково проникних бар’єрів епітеліальних та ендотеліальних є щільні контакти. Виборча проникність варіює від тканини до тканини, пропускаючи або цілі клітини і макромолекули, або тільки протони і іони. Щільний контакт виглядає як пояс з переплітаються скріплюють ниток, який повністю оточує апікальний кінець кожної клітини епітеліального шару. Вважають, що скріплюють нитки складаються з довгих рядів специфічних трансмембранних білків в кожній з двох взаємодіючих плазматичних мембран і які (білки) з’єднуються безпосередньо один з одним, що призводить до закупорювання міжклітинного простору. Інтегральним мембранним білком щільного з’єднання виявився окклудін (Furuse M. et al., 1994). Деякі асоційовані з цитоскелету білки були також виявлені в ділянках щільних контактів. Серед них зінгулін, 7Н6 антиген і актин. Ras відіграє певну роль у регулюванні функціонування щільних з’єднань (Yamamoto T. et al., 1997). Таким чином, в клітинах є, мабуть, подібні механізми побудови і регуляції адгезійних структур, і ці механізми тісно взаємопов’язані зі змінами в цитоскелету. Однак, яким чином перебудови цитоскелету впливають на процеси міжклітинної адгезії, поки остаточно не ясно. Механізми адгезії і міжклітинної сигналізації тісно поєднані з давно відомим феноменом контактного гальмування, природа якого досі до кінця не з’ясована.

Ras: регуляція щільних клітинних контактів

Ras відіграє певну роль у регулюванні функціонування щільних з’єднань (Yamamoto T. et al., 1997).

Було показано, що одна з мішеней Ras, AF-6 (ALL-1 fusion partner from chromosome 6), акумулюється в сайтах щільних контактів в епітеліальних клітинах лінії MDCK.

AF-6 взаємодіє з ZO-1 і це взаємодія інгібується активованим Ras. Крім того, AF-6 виявлявся в комплексі з ZO-1 в ділянках міжклітинних контактів в фібробластах лінії Rat1 PC12 rat (pheochromocytoma), що не мають щільних контактів. Оверекспрессія активованого Ras викликала руйнування міжклітинних контактів, що супроводжується видаленням AF-6 і ZO-1 із зони міжклітинної взаємодії.

Comments are closed.