Biology | Genetics » Dr.habil. Kőhidail László - Sejtadhézió, sejtkapcsoló struktúrák

Sejtadhézió Sejtkapcsoló struktúrák Dr. habil Kőhidail László egyetemi docens Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet Sejtadhézió jelentősége: Sejtlemezek kialakulása Sejtadhézió jelentősége: Többrétegű sejtsorok kialakulása Limfociták kilépése az endotélen „Rolling” Belépés Adhézió homing receptor vaszkuláris addressin Migráció Adhéziós molekulák fő csoportjai Sejtadhézió során expresszálódó főbb sejtfelszíni kapcsoló molekulák homofil heterofil heterofil homofil { Cadhedrinek  Szelektinek  Integrinek  Immunoglobulin domaint tart. mol  Ca2+ pl. cadherin citoszkeleton i.c kapcsoló fehérjék ECM pl. integrin Cadherin Ca2+ Ca2+ Honofil kapcsolat  Sejt-sejt  Ca2+-függő kötődés  I.c aktinhoz vagy intermedier filamentumhoz kapcsol Gerincesek fejlődésében meghatározó szerep  Ca2+ catetin aktin v. IF  Szövetspecifitás: N - nerve P -

placenta E - epithelial Szelektinek Lektin típusú szénhidrát-kötő fehérjék Szövetspecifitás: E - epitheliális L - limfoid P - placenta L szelektin: szerepe van az adhézió kezdeti fázisának kialakulásában; újszülöttekben kevés van belőle ezzel is magyarázzák a gyulladásos reakciók viszonylag kis számát. Integrin β α Ca2+-függő kötődés  Heterofil kapcsolat  Fokális kontaktus  I.c kapcsoló molekulák pl. talin, α-aktinin, vinculin  E.c kötésben fontos RGD  Partner molekulák: fibronektin laminin kollagén  S S Hiánya esetén (β) a leukocyta adhézió károsodik, s ez a fertőzések számát növeli CAM = Cell Adhesion Molecules Ig-szerű domainok 5 db Ig-szerű domain  Ca2+-tól független adhézió  Homofil kapcsolat - jellemző  Heterofil kapcsolat - ritka  20-nál több variáció  A fejődés kritikus fáűzisában expresszálódnak   Szövetspecifitás: N-CAM - neuron L-CAM - máj

Melanomában - összefüggés az ICAM-1 és a tumor áttétképzőképessége között Sejt-sejt kapcsolatok Sejtkapcsoló struktúrák • Tight junction • Zonula adherens • Desmosoma • Gap junction • Hemidesmosoma • Interdigitáció Tight junction = zonula occludens intercelluláris tér 0.6 µm transzmembrán proteinek occludin Lipid bilayer Citoplazmatikus fele Tight junction „szigetelő” hatásának kimutatása negatív festéssel Occludin –vonalak rendszere Tight junction szerepe • Mechanikai kapcsolat • Barrier funkció • Megakadályozza a vízoldékony molekulák bejutását a membránkomponensek laterális diffúzióját • Az occludin kapcsolódásához Ca2+ szükséges • Permeabilitás: inorganikus anyagok aminosavak monoszaccharidok Rekeszes desmosoma – septate junction • a sejtek apikális részénél találhatók • folytonos gyűrűt képeznek (ld. z adherens) • sejtek összetartását segítik elő •

aktin kihorgonyzási helyei Dezmoszóma = macula adherens Sejt-sejt közötti patentkapocs-szerű kötődés citoplazmatikus plakk dezmoplakin, plaktoglobin Dezmoszóma aktin intermedier filamentumok dezmoszómális cadherinek pl. desmoglein, desmocollin Desmosoma TEM szerkezete Citoplazmatikus plakk Intermedier filamentumok (pl. keratin) cadherinek Desmosomákat összekötő membrán alatti hálózat Gap junction = „réses kapcsolat” (1958, 1968) • A szomszédos sejtek közötti 2-4 nm-es rést hidalja át • Hexagonális szerkezetű csatornát (connexon) képez • A csatorna falát 6 db connexin alkotja (4 db a helikális komponens) • A csatornák szövet, ill. sejt specifikusak a connexinek eltérő volta miatt • A csatornákon anyagok szabályozott áramlása történik (max MS. 1000) Gap junction Gap junction Gap junction szerepe • Neuronokban a neurotranszmitterek, cAMP, Ca 2+ transzportja • Korai embriókban -

szignalizáció Plazmodezmata citoplazma sER dezmotubulus sejtfal plazmodezmata plazma membrán A gap junctionhoz hasonló funkció Vírusfertőzés a pórusátmérő növekedését okozza Plazmodezmata ER sejtmembrán dezmotubulus Fél-desmosoma Hámsejtek rögzítése a bazális membránhoz Bazális csíkolat Interdigitácio Hámsejtek esetében jellemző A fokális kontaktus szerkezete actin filamentum α actinin vinculin paxillin talin integrin fibronectin Fokális kontaktusok aktin vinkulin Extracelluláris matrix Extracelluláris matrix – Építő elemek • Glycosaminoglycanok (GAG-ok) heparán szulfát keratán szulfát chondroitin szulfát • „Core-proteinek” aggrecan – decorin kollagén – elasztin - struktúra fibronektin – laminin - adhézió Extracelluláris matrix - Funkció • Sejtmozgást befolyásolják • Szecernált szignál molekulák aktivitását szabályozzák •

Koreceptorként működhetnek Fibronektinek kollagén sejt RGD heparin Dimer eltérő összetételű láncokból – alternatív splicing Fibronektinek • Glikoproteinek • Dimer-szerkezet • RGD (Arg-Gly-Asp) • Plazma fibronektinek • Gén „K.O” kísérletek Arg Gly Asp Bazális lamina Sejt Rétegei: lamina lucida lamina densa lamina fibroreticularis Ktsz. Alkotói: IV. kollagén laminin perlecan entactin Bazális membrán SEM képe epitheliális sejtek bazális membrán kollagén fibrillumok Bazális membránt alkotó fehérjék Kollagén • 10-300 nm átmérőjű fibrillumok • Több mint 15 típusa ismert • I., II, III, V, XI – fibrillum kialakítás • IV., VII – hálózat képzése • IX., XII fibrillumok asszociációj Kollagén rost felépülése α-lác szintézise Pro, Lys hidroxiláció glikoziláció összeépülés fibrillumok rosttá rendeződése triple helix képzés szekréció prokollagén lehasítása

Fibrillummá épülés Kollagén fibrillum negatív festődése kollagén molekulák közötti rések kollagén Kollagén fibrillumok SEM képe Laminin A lánc Globuláris domének B1 lánc B2 lánc α-helix • mindegyik láncnak több típusa is fellelhető • 18 laminin izoforma • szöveti eltérések Kollagén IV Entactin Perlecan Laminin Elasztin elasztin rost nyújtás lazítás keresztkötések Aggrecan aggregátum Egy komplex: • • mol.súlya kb 108 térfogata 2x10-12 cm3 (= baktérium) 1 µm Aggrecan aggregátum Core Hialuronan prot. Kapcsoló proteinek Keratin szulfát Chondroitin szulfát Fimbrin Nexilin A focalis contactus molekuláris összetétele Tensin A-Actinin Talin Paxillin Caveolin Zyxin Palladin Vinexin Ponsin Integrin, Syndecan-4, Leukocyte common antigen Integrinek indukciója Matrix kötőhely e.c matrix aktivált integrin Citoszkeleton kötőhely aktin P P P P