Введение
Тип липидного плота в эндоцитозе
В биологии, кавеолы (от латинского *caveolae* – «маленькие пещеры»; единственное число – кавеола) – особый тип липидного плота, представляющий собой небольшие (50–100 нанометров) впячивания плазматической мембраны в клетках многих позвоночных. Они являются наиболее распространенной поверхностной структурой многих типов клеток позвоночных, особенно эндотелиальных клеток, адипоцитов и клеток эмбриональной хорды. Кавеолы были впервые обнаружены Э. Ямадой в 1955 году. Эти флягообразные структуры богаты белками, а также липидами, такими как холестерин и сфинголипиды, и выполняют несколько функций в передаче сигналов. Также считается, что они играют роль в механической защите, механосенсорике, эндоцитозе, онкогенезе, а также в захвате патогенных бактерий и некоторых вирусов.
In biology, caveolae (Latin for "little caves"; singular, caveola), which are a special type of lipid raft, are small (50–100 nanometer) invaginations of the plasma membrane in the cells of many vertebrates. They are the most abundant surface feature of many vertebrate cell types, especially endothelial cells, adipocytes and embryonic notochord cells. They were originally discovered by E. Yamada in 1955. These flask shaped structures are rich in proteins as well as lipids such as cholesterol and sphingolipids and have several functions in signal transduction. They are also believed to play a role in mechanoprotection, mechanosensation, endocytosis, oncogenesis, and the uptake of pathogenic bacteria and certain viruses.
Кавеолины
Первоначально считалось, что образование и поддержание кавеол в основном обусловлены кавеолином, белком массой 21 кД. В клетках млекопитающих экспрессируются три гомологичных гена кавеолина: Cav1, Cav2 и Cav3. Эти белки имеют общую топологию: цитоплазматический N-конец со скаффолдинговым доменом, длинный шпилькообразный трансмембранный домен и цитоплазматический C-конец. Кавеолины синтезируются в виде мономеров и транспортируются в аппарат Гольджи. В ходе последующей транспортировки по секреторному пути кавеолины ассоциируют с липидными плотами и формируют олигомеры (14-16 молекул). Эти олигомеризованные кавеолины формируют кавеолы. Присутствие кавеолина приводит к локальному изменению морфологии мембраны.
Кавин
Белки кавины появились в конце 2000-х годов и стали основными структурными компонентами, контролирующими формирование кавеол. Семейство белков кавинов состоит из Cavin1 (также известного как PTRF), Cavin2 (также известного как SDPR), Cavin3 (также известного как SRBC) и Cavin4 (также известного как MURC). Показано, что Cavin1 является основным регулятором формирования кавеол в различных тканях, и его единственной экспрессии достаточно для формирования морфологических кавеол в клетках, не содержащих кавеол, но богатых Cav1. Кавеолы могут использоваться некоторыми патогенами для проникновения в клетку, избегая тем самым деградации в лизосомах. Однако некоторые бактерии не используют типичные кавеолы, а лишь области плазменной мембраны, богатые кавеолином. Патогены, использующие этот эндоцитарный путь, включают вирусы, такие как SV40 и полиомавирус, и бактерии, такие как некоторые штаммы Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Porphyromonas gingivalis. Кавеолы также играют роль в клеточной сигнализации. Кавеолины связываются с некоторыми сигнальными молекулами (например, eNOS) через свой скаффолдинговый домен и тем самым могут регулировать их сигнализацию. Кавеолы также участвуют в регуляции каналов и кальциевой сигнализации. Кавеолы также участвуют в регуляции липидов. Высокие уровни кавеолина Cav1 экспрессируются в адипоцитах. Кавеолин связывается с холестерином, жирными кислотами и липидными каплями и участвует в их регуляции. Кавеолы также могут служить механосенсорами в различных типах клеток. В эндотелиальных клетках кавеолы участвуют в восприятии потока. Хроническое воздействие стимула потока приводит к увеличению уровня кавеолина Cav1 в плазменной мембране, его фосфорилированию, активации сигнального фермента eNOS и ремоделированию кровеносных сосудов. В клетках гладкой мускулатуры кавеолин Cav1 играет роль в восприятии растяжения, которое запускает прогрессирование клеточного цикла.
Ингибиторы
Некоторые известные ингибиторы кавеолярного пути — филиппин III, генистеин и нистатин.