Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

A sejt–sejt közötti kapcsolatban résztvevő molekulák

(cell adhesion molecules: CAM)

A gerincesek többségében a sejtek közötti kapcsolat megteremtésében résztvevő molekulákat számos szempont alapján lehetne csoportosítani itt kicsit önkényes alapon két nagy csoportba soroljuk, az egyik a Ca2+-ionfüggő (1), a másik pedig a nem Ca2+-ionfüggő (2) sejtadhéziós molekulák csoportja.

1/a.

Ezen csoport legfontosabb képviselői a kadherinek. A család első három tagja előnevét arról a szövetről kapta, amelyben először sikerült kimutatni: így az E-kadherin többféle epitéliális sejt; az N-kadherin idegsejtek, izomsejtek és a szemlencse sejtek; a P-kadherin a placenta és a bőrhámsejtek jellegzetes sejtadhéziós molekulája. Számuk egyre bővül, úgy tűnik, hogy minden sejt legalább egy, de általában többféle kadherin molekulát visel a plazmamembránban. A legjobban jellemzett családtag az E-kadherin, amely elsőként jelenik meg az embrionális fejlődés során, jelenléte már a 8 sejtes embrióban kimutatható. Ezek a kadherin molekulák, az ún. klasszikus kadherin család tagjai jellegzetes szerkezettel és működéssel. A kadherin szupercsalád azonban tartalmaz, ún. nem klasszikus kadherineket is. Ebbe a családba tartoznak a protokadherinek, amelyek nagy számban és változatban (több mint 50 féle) fordulnak elő idegsejtekben, a szinapsisok területén. Ez a tény is támogatja azt a nézetet, mely szerint a szinapszis egy specializált sejt–sejt kapcsoló struktúra.

A legtöbb kadherin a plazmamembránt egyszer átérő glikoprotein, amelynek a sejten kívüli térbe nyúló része öt hasonló domént tartalmaz, közülük három, illetve négy Ca2+-ion kötőhely ezeket kadherin ismétlődéseknek (cadherin repeat) nevezzük. A Ca2+-ion az ismétlődő domének közé épül be és merevíti a molekula sejten kívüli térbe nyúló részeit. A molekula rövidebb, citoplazmába benyúló C terminális része a kateninek (α, β) és más kapcsoló fehérjék segítségével a sejtváz aktin filamentumaihoz horgonyzódik ki (XI.1. ábra). Ca2+-ionok hiányában a kadherin molekula szerkezete megváltozik, nem tudnak egymással dimereket képezni és a proteolítikus enzimek lebontják. A kadherinek által közvetített sejt–sejt kapcsolódás alapja az ún. homofil kötődés, azaz két egyforma molekula kapcsolódik egymással, és ez a kötődés a két sejtet is összekapcsolja. A két sejt kadherin molekuláinak plazmamembránból kinyúló részei úgy illeszkednek egymáshoz ebben a kapcsolódásban, mint ahogy a zipp-zár fogacskái kapcsolódnak össze (XI.1. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_846/#m1338setb_846 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_846/#m1338setb_846)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_846/#m1338setb_846)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

XI.1. ábra. A: kadherin molekula szerkezete. B: kadherin molekula alacsony Ca2+-ion-koncentráció esetén flexibilis lesz és lebomlik.

Megfelelő Ca-ionkoncentráció estén stabilizálódnak az extracelluláris domének és a dimerek kötődnek egymáshoz

A kadherinek alapvető fontosságú szerepet töltenek be a gerincesek embrionális fejlődési folyamataiban. Összefüggés mutatható ki az egyes molekulák plazmamembránban történő megjelenése – eltűnése vagy esetleges újra megjelenése –, valamint a legfontosabb fejlődési folyamatok között. Például a neuruláció (a velőcső képződése) során az ektodermáról lefűződő velőcső sejtjeinek membránjából eltűnik az E kadherin és megjelenik az N kadherin, míg a felette elhelyezkedő ektoderma sejtjeiben továbbra is E kadherin mutatható ki a fejlődésnek ebben a szakaszában. Megtaláljuk a kadherineket a sejtek közötti állandósult kapcsolatokban is, erre a szerepükre a későbbiekben a sejtkapcsoló struktúrák tárgyalásánál visszatérünk.

1/b.

Nem a kadherinek az egyetlen Ca2+-ionfüggő sejt–sejt adhéziós molekulák. A szelektin család képviselői olyan fehérjék, amelyek egy szénhidrát felismerő és kötő domént ún. C lektin domént tartalmaznak, amely segítségével más sejtek sejtfelszíni oligoszacharid csoportjaihoz tudnak kötődni. A szelektinek által létrehozott kötődési típust heterofil kötődésnek nevezzük (XI.2. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_851/#m1338setb_851 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_851/#m1338setb_851)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_851/#m1338setb_851)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

XI.2. ábra. A három legismertebb szelektin molekula.

A molekula szerkezetében fontos régió a CBD: szénhidrát kötő domén (carbohydrate binding domain), amely ún. C lektin, azaz Ca2+ ionérzékeny lektin. EGF: epidermális növekedési faktorra jellemző motívum. A lektinek eltérő szénhidrátok kötésére specializálódott fehérjék. A szelektinek a membránt egyszeresen átérő fehérjék N: N terminális rész; C: C terminális rész

A családnak több jól ismert tagja a fehérvérsejtek, az endotél sejtek és a vérlemezkék membránjában lévő adhéziós molekula. Pl. ide soroljuk az endotél sejtek membránjában gyulladás esetén, és az aktivált vérlemezkékben megjelenő P-szelektint, valamint az aktivált endotél sejtekben az E-szelektint. Ez a kapcsolat gyenge és átmeneti, de fontos szerepe van a sejtek érfalhoz történő kitapadásának folyamatában. Ez a kötődés teszi lehetővé, hogy egy integrinek (lásd később) segítségével megvalósuló erősebb kötődés révén a neutrofil granulocita kitapadjon az érfalhoz és az érpályát elhagyva, a gyulladás helyére vándoroljon a szövetben (XI.3. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_855/#m1338setb_855 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_855/#m1338setb_855)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_855/#m1338setb_855)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

XI.3. ábra. A gyenge adhézió szelektinek révén valósul meg, ez a gyenge kötődés lelassítja a fehérvérsejtet (pl. neutrofil granulocita).

Ezt követően a sejt erősebb adhéziós kapcsolódások (pl. ICAM, integrinek) segítségével kitapadhat az endotél sejtekhez és bevándorolhat a szövetbe

A nem Ca2+-ionfüggő sejtadhéziós molekulák többsége az ún. Ig (immunglobulin) szupercsalád tagja, nevüket a szerkezetükben megfigyelhető Ig molekulákra jellemző molekularészletekről kapták, ezért az „Ig-szerű sejtadhéziós molekulák” nevet viselik. Számos tagját ismerjük ennek a családnak, és tudjuk, hogy a kadherinekhez hasonló tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ezek közül a legfontosabb, hogy ezek a molekulák is elsősorban homofil kötődésre képesek. Nevüket azon sejttípusokról kapták, amelyekben kimutatták őket. Így pl. az N CAM a neuronok többségében, az L CAM (liver-máj) májsejteken található sejtadhéziós molekula. A legjobban ismert „családtag” az N CAM. Ennek kb. 20 féle típusát ismerjük, amelyek ugyanarról a génről alternatív kivágódás (splicing) során keletkeznek.

A molekula szerkezetére jellemző, hogy a sejten kívüli térbe hosszan kinyúló része tartalmazza az 5 db Ig molekulákra is jellemző „zsebecskét”, míg a sejten belüli térbe nyúló molekularész mérete igen változó lehet, az adhéziós fehérje funkciójától függően. Ezek a sejtadhéziós molekulák is fontos szerepet töltenek be az embrionális fejlődésben és akárcsak az N kadherin, az N CAM is megjelenik a kialakuló velőcső sejtjeinek membránjában és átmenetileg nagyon sok más típusú sejt membránjában is.

Összefüggést találtak egyes tumorok metasztatizáló képessége és a sejtfelszíni adhéziós molekulák megjelenése között is. Például az ICAM-1 (intercellular cell adhesion molecule) adhéziós molekula megjelenése a melanoma sejtek felszínén együtt jár ezeknek a melanoma sejteknek a metasztázist létrehozó képességük fokozódásával. Az ICAM-ra az is jellemző, hogy integrin molekulákkal nem homofil, hanem heterofil kötődésre képes.

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_859/#m1338setb_859 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_859/#m1338setb_859)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_859/#m1338setb_859)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

XI.4. ábra. A: N CAM molekula alternatív kivágódással létrejött variációi.

Az extracelluláris Ig-szerű zsebecskék és a fibronektin domének mindegyik típusra jellemzők, míg a transzmembrán domén és az intracelluláris domén eltérő, vagy hiányzik.

A két molekulacsalád tagjainak sejtadhézióban betöltött szerepét összehasonlítva azt mondhatjuk, hogy a kadherinek által közvetített kapcsolat az erősebb, és meghatározóbb jelentőségű a sejtek összetartásában, a szöveti integritás fenntartásában, illetve a különböző sejtcsoportok szétválasztásában, míg az Ig szupercsaládba tartozó CAM-ok a gyengébb, finomabban szabályozott kötődésért felelősek, tovább finomítják ezeket az adhéziós kapcsolatokat az embrionális fejlődés, és más biológiai folyamatok során.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 704 4

Orvostudomány Semmelweis Kiadó könyvei

Reméljük, hogy a hallgatóknak nemcsak egy olyan jegyzetet készítettünk, amelyet meg kell tanulniuk, de sikerült belevinnünk azt az érzést is, amely a jegyzet megírásakor és átírásakor eltöltött minket. Ez az érzés a csodálat. Milyen csodálatos kis egység a sejt, milyen tökéletesen és logikusan szervezett! Mi sem, és így a hallgató sem menekülhet meg a molekuláris szemlélettől, amely manapság a biológia és az orvostudomány minden területén uralkodóvá vált. Igyekeztünk csak annyi molekulát és molekuláris mechanizmust megemlíteni, amelyet feltétlenül szükségesnek tartottunk a sejtben zajló folyamatok megismeréséhez és megértéséhez. Kívánjuk, hogy a leírtak segítsék a hallgatókat más tárgyak anyagának megértésében és elsajátításában is. A jegyzet immáron negyedik, javított kiadását tartják a kezükben és persze ez is több, mint az előző. Mentségünkre legyen mondva a többlet nemcsak több szöveget, de több képanyagot és ábrát is jelent. Reméljük ez segít jobban megérteni a sejtekben zajló, néha bizony komplikált eseményeket. (a szerzők)

Hivatkozás: https://mersz.hu/darvas-laszlo-sejtbiologia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero