Darvas Zsuzsa, László Valéria

Sejtbiológia

Az extracelluláris mátrix (ECM) és a sejt–ECM közti kapcsolatban részt vevő molekulák

(substrate adhesion molecules: SAM)

A szövetekben a sejtek közötti teret többnyire makromolekulákból álló speciális hálózat, az ún. extracelluláris mátrix (ECM) tölti ki. Természetesen ennek összetétele és mennyisége a különböző szövetféleségekben változó. Mielőtt azokat a sejtadhéziós molekulákat vennénk szemügyre, amelyek az ECM molekuláihoz rögzítik a sejteket, néhány szót ejtünk magáról az ECM-ről. Ez a mátrix fehérjékből és poliszacharidokból álló hálózat, melynek komponenseit a sejtek termelik, és amely szoros kapcsolatban van a mátrixot előállító sejttel. Az epitéliális sejtek ECM-a kisebb mennyiségű és más összetételű (itt jobbára csak bazális laminát találunk, lásd később), mint pl. a kötőszöveti sejtek által termelt ECM. Az ECM „alapállományát” a gélszerű struktúrát létrehozó, erősen hidratált, negatív töltésű GAG-tartalmú proteinek, az ún. proteoglikánok adják.

Ebbe a gélszerű alapállományba ágyazódnak be a mátrix fibrilláris fehérje komponensei, amelyek funkcionálisan alapvetően két csoportba oszlanak: szerkezeti elemek (kollagén és elasztin), illetve az adhézióban fontos elemek (fibronektin, laminin). A fibrilláris kollagéneknek a kötőszövetben számos típusa van, amelyek az extracelluláris térben aggregálódva változatos és magasan szervezett szerkezeti elemeket hoznak létre. Más kollagén típusok pedig ezekhez kapcsolódva, a kollagén filamentumok egymással, és más mátrix elemekkel való kapcsolódását befolyásolják. A másik szerkezeti elem az elasztin, amely hálózatot, illetve lemezszerű szerkezetet képezve a mátrix rugalmasságáért felelős.

A kollagén molekulák közül a IV. típusú kollagén az, amely lemezszerű hálózatot alkotva az ún. bazális lamina fő komponense. A bazális lamina az az ECM réteg, amely különböző szövetek, illetve sejtek találkozási területén megtalálható. A bazális lamina attól függően, hogy hámsejtek és kötőszöveti réteg között vagy két hámréteg között helyezkedik el, három, illetve két rétegből áll (lamina lucida, lamina densa, lamina reticularis, mely utóbbi hiányzik a két hámréteg közötti bazális membránból).

A fibronektin és a laminin nagyméretű, sok doménből felépülő glikoprotein. A fibronektin elsősorban de nem kizárólagosan a kötőszövet ECM-ának jellemző komponense, míg a laminin a bazális lamina fő adhéziós eleme. A fenti merev elkülönítés (szerkezeti elem, adhéziós elem) nem igazán megfelelő, mert az ECM majd mindegyik komponense szerepet játszhat az adhéziós folyamatokban.

Az ismert sejt- és ECM közti adhéziós molekulák száma igen nagy és változatos eredetű és az adhézió mellett változatos funkciójú molekulák tartoznak ide. Az alábbiakban két csoportjukat tárgyaljuk részletesebben.

Ebbe a csoportba sorolhatjuk az integrinek családjába tartozó molekulák többségét. Ezen integrinek (mátrix receptorok) olyan membránt átérő fehérjék, amelyek a citoszkeleton elemei és a sejten kívüli mátrix molekulái között teremtenek kapcsolatot.

Az integrin molekulák két, egymással nem kovalens kötéssel kapcsolódó, α- és β-alegységből állnak, mindkét alegység glikozilált. A két alegység nagyobbik része a sejten kívüli térbe nyúlik, rövidebb N-terminális része pedig a citoplazmában kapcsoló fehérjék (pl. talin) közreműködésével teremt kapcsolatot a citoszkeleton elemeivel, elsősorban az aktinnal vagy egyes esetekben az intermedier filamentumokkal.
Az integrinek többsége ún. heterofil kötődésben vesz részt, azaz mint receptor, többnyire valamely mátrix makromolekulához kötődik. A kötődés Ca2+- és Mg2+-ionfüggő, ezt tükrözi az integrinekben az α-alegység extracelluláris részében meglévő három vagy négy kétértékű kationkötő molekularészlet. Az integrinek mint receptorok a ligand molekula egy meghatározott ún. RGD szekvenciájára specifikusak (RGD az aminósavak egybetűs kódja alapján egy arginin-glicin-aszparaginsav motívumot jelöl, XI.5. ábra).

Harvard

(): . : . : /hivatkozas/m1338setb_873/#m1338setb_873 ()

Chicago

. . . : . (: /hivatkozas/m1338setb_873/#m1338setb_873)

APA

(). . . (: /hivatkozas/m1338setb_873/#m1338setb_873)

BibTeX EndNote Mendeley Zotero

XI.5. ábra. Integrin mátrix receptor szerkezete.

Részleteket lásd a szövegben

Az integrin molekulák sokféleségének alapjául szolgál, hogy sokféle α- és β-alegység van. Ezen alegységek egymással nagyszámú ún. heterodimer kombinációt tudnak létrehozni és ezek a kombinációk más és más mátrix molekulákhoz kötődnek. Vannak olyan kombinációk, amelyek gyakoribbak (a legtöbb sejt membránjában megtalálhatóak) és vannak specifikusak, amelyek csak egyes sejtek membránjában fordulnak elő. Példának említhetnénk az első típusra a fibronektin (α5 és β1) és a laminin (α6 és β1) mátrix molekulák receptorát, míg a másik típusra példa egy, a fehérvérsejtek membránjában található integrin az LFA-1, amely α1 és β2 alegységekből épül fel. Tovább bonyolítja ezt a cseppet sem egyszerű képet, hogy ugyanannak a mátrix fehérjének többféle integrin receptora is lehet: pl. 8 fibronektin és 5 laminin kötő receptor ismeretes. Ugyanakkor pedig olyan integrinek is vannak, amelyek többféle mátrix fehérjét is képesek felismerni és hozzákapcsolódni (pl. fibroblasztok membránjában lévő integrin kollagénhez, fibronektinhez és lamininhez is tud kapcsolódni).

Az ECM molekuláival létesítenek kapcsolatot a plazmamembrán egyes proteoglikán komponensei. Ilyen adhéziós molekula a disztroglikán, amely a lamininhez kapcsolódik és a disztrofin nevű citoplazmatikus kapcsoló fehérje segítségével a sejtváz aktin filamentumaihoz rögzül. A disztrofinról és génjének hibájáról az izommozgás tárgyalásánál, illetve a Genetika jegyzetben még szó esik. Összefoglalás az XI.1. táblázatban.

XI.1. táblázat. Adhéziós molekulák típusai és jellemző tulajdonságaik

Adhéziós mol.	példa	Ca2+ és Mg2+ ion függőség	kötődés típusa	sejtváz elem
kadherin család	E, N, P kadherin dezmoglein dezmokollin	van	homofil	aktin, illetve intermedier filamentum
Ig szuper család	L, N CAM	nincs	homofil,* esetleg heterofil	aktin filamentum
szelektinek	P szelektin	van	heterofil	aktin filamentum
integrin család	fibronektin rec. laminin rec.	van	heterofil,* esetleg homofil	intermedier, illetve aktin filamentum
proteoglikánok	disztroglikán	nincs	heterofil	aktin filamentum

*: fő kapcsolódási típust jelöli, amely a legtöbb ide tartozó molekulára jellemző

Az adhéziós molekulákról egyre több adat igazolja, hogy a kapcsolódáson kívül igen fontos szerepük van abban, hogy speciális receptorként a sejt külső környezetének fizikai és kémiai változásait felfogják (az extracelluláris mátrix molekuláikon keresztül), és a sejt felé közvetítsék. Ugyanakkor a sejt belső változásairól, (pl. citoszkeleton átrendeződése, mechanikai stressz), a sejt környezete felé adnak információt, és ennek hatására megváltozik a sejtek és a mátrix molekulák kapcsolódása. Az ECM molekulái, pl. befolyásolni tudják a sejtek viselkedését, polaritását, alakját, a sejtvándorlás, a sebgyógyulás folyamatait, ezek mind az embrionális fejlődésben, mind a differenciált sejtek és szövetek működésében fontosak. Ezeknek a hatásoknak a közvetítésében az integrinek játszanak fontos szerepet.

Az integrinek a sejt felé közvetített hatásaikban részben ugyanazokat az útvonalakat használják a jelek közvetítésére, mint a hormonok és növekedési faktorok, azaz a jelátviteli utakat. A legjobban ismert közös ilyen útvonal a növekedési faktorok jelátviteli útja (részleteit lásd a XIV. fejezetben), amelyhez az integrinek útvonala több ponton is kapcsolódhat.

Az integrinek jelátvitelben betöltött szerepét az is igazolja, hogy a fokális kontaktusban (lásd sejtkapcsoló struktúrák) kimutattak egy protein kináz molekulát (FAK = fokális adhéziós kináz), amely a külső szignálok intracelluláris közvetítőjeként aktiválja a belső, jelátviteli útvonalat, és a sejt a külső ingerre többek között a citoszkeleton átrendeződésével válaszol.

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