A caveolusok ( lat. caveola - „kis barlang”) a plazmamembrán kisméretű (50-100 nm méretű ) lombik alakú behatolása számos gerinces sejtben , különösen az endothel sejtekben (ahol először fedezték fel [1] ). , zsírsejtek és I. típusú alveolociták ( e sejtek membránjának 30-70%-át a caveolák alkothatják ) [2] . A caveolák összetétele tartalmaz egy kulcsfontosságú fehérjét - caveolint [3] , valamint lipideket , például koleszterint és szfingolipideket . A caveolák részt vesznek a sejtjelátvitelben [4] , az endocitózisban , az onkogenezisben , valamint számos patogén baktériummal és vírussal való sejtfertőzésben [5] [6] [7] .
A caveolák szerkezetének kialakítását és fenntartását elsősorban a 21 kDa fehérje caveolin biztosítja . Az emlősökben három caveolint kódoló gén található: Cav1 [ , Cav2 és Cav3 [8] . Ezeknek a fehérjéknek közös topológiájuk van: olyan integrált membránfehérjék, amelyekben két globuláris domén kötődik össze egy hajtű alakú hidrofób doménnel, amely a fehérjét a plazmamembrán citoplazmatikus oldalához köti. Ezenkívül a fehérjét a C-terminális globuláris doménhez kapcsolódó három palmitoilcsoport rögzíti a membránban. A caveolin a membránban a koleszterinhez kötődik, ami a membrán lipid kettős rétegének, a caveoláknak a behatolását okozza. A caveolusok szokatlan lipid tutajok : egyaránt tartalmazzák a membrán lipidrétegeket, a citoplazmatikus réteget, amelyhez a caveolin kötődik, és a kifelé néző réteget, amely egy tipikus szfingolipid-koleszterin tutaj, GPI- hez kapcsolódó fehérjékkel [3] .
A caveolák számos sejtfolyamatban vesznek részt, beleértve a membrántranszportot és a külső jelre adott sejtválasz kialakulását [3] . A caveolák egyik legfontosabb funkciója az endocitózisban való részvétel. A klatrintól eltérően a COPI - és a COPII -vezikulák, a caveoláris invagináció és a rakományfelvétel a membrán lipidösszetételének köszönhető, nem pedig a citoplazmatikus fehérjeburok összeállításának. Előfordulhat, hogy a caveolinok részt vesznek a tutajok bizonyos membránfehérjékkel történő stabilizálásában. A plazmamembránból a caveolák befűzését a GTPáz dinamin II közvetíti; ezt követően a caveolák vagy a kaveoszómába, az endoszómához hasonló speciális rekeszbe juttatják tartalmukat, vagy transzcitózis során a poláris sejt másik végébe. A kaveoszóma ezután összeolvadhat egy másik kaveoszómával vagy egy elsődleges endoszómával . Az ilyen endocitózis révén például az albumin endothelsejtek általi transzcitózisa és az inzulinreceptorok internalizálása a zsírsejtekben történik. Érdemes megjegyezni, hogy mivel a caveolinok integrált membránfehérjék, endocitózis után nem disszociálnak a vezikulákból , hanem a célterületekbe kerülnek , ahol membránfehérjeként léteznek [1] . Ezenkívül a caveoszómák semleges pH -értéket tartanak fenn, és hiányoznak belőlük a korai endoszómákra jellemző markerek [8] [9] .
Az inzulin és más növekedési faktorok receptorai , valamint egyes GTP - kötő fehérjék és protein kinázok a transzmembrán jelátvitelhez kapcsolódnak, amely úgy tűnik, hogy tutajokban és esetleg caveolákban lokalizálódik [3] . Kimutatták, hogy a caveolinok képesek megkötni bizonyos jelátviteli molekulákat, és így szabályozzák a jelátvitelt. A caveolusok részt vesznek a membráncsatornák és a kalcium jelátviteli útvonalak szabályozásában is [9] .
A caveolusokat egyes kórokozók felhasználhatják a sejtbe való bejutáshoz, és így elkerülhetik a lizoszómák lebomlását . Egyes baktériumok azonban nem csak egyetlen barlangot használnak, hanem barlangokban gazdag membránokat is. Az ezt az utat használó kórokozók közé tartozik az SV40 vírus , a poliomavírus és néhány baktérium, köztük az Escherichia coli , a Pseudomonas aeruginosa és a Porphyromonas gingivalis [9] egyes törzsei .
A caveolusok részt vehetnek a lipidanyagcsere szabályozásában . A zsírsejtekben magas szintű Cav1 caveolin expresszió figyelhető meg. A caveolin a koleszterinhez, zsírsavakhoz és zsírcseppekhez kötődik , ezáltal részt vesz a lipidanyagcsere szabályozásában [9] .
Végül, a caveolák bizonyos sejttípusokban mechanoszenzorként működhetnek . Különösen az endothel sejtekben vesznek részt az ereken keresztüli véráramlás sebességének érzékelésében . A simaizomban a caveolin Cav1 részt vesz az izomfeszülés érzésének kialakításában [9] .
A caveolák működésének számos gátlója ismert, köztük a filipin III, a genistein és a nystatin [8] .
| Sejtmembrán szerkezetek | |
|---|---|
| Membrán lipidek | |
| Membránfehérjék |
|
| Egyéb |
|