Кавео́лы (от лат. caveola — «малая пещера») — небольшие (размером 50—100 нм ) колбообразные впячивания плазматической мембраны в клетках позвоночных многих типов, в особенности эндотелиальных клетках (где они и были впервые обнаружены ), адипоцитах и альвеолоцитах I типа (кавеолы могут составлять 30—70 % мембран этих клеток) . В состав кавеол входит ключевой белок — кавеолин , а также такие липиды , как холестерин и сфинголипиды . Кавеолы участвуют в передаче клеточных сигналов , эндоцитозе , онкогенезе , заражении клетки рядом патогенных бактерий и вирусов .

Строение

Внешние изображения

Образование и поддержание структуры кавеол обеспечивается в основном белком кавеолином массой 21 кДа . У млекопитающих существуют три гена, кодирующих кавеолины: , и . Эти белки имеют общую топологию: они представляют собой интегральные мембранные белки с двумя глобулярными доменами , соединёнными шпилькообразным гидрофобным доменом, который связывает белок с цитоплазматической стороной плазматической мембраны. Дополнительно белок заякоривают в мембране три пальмитоильные группы, связанные с С-концевым глобулярным доменом. Кавеолин связывается с холестерином в мембране, вызывая образование впячивания мембранного липидного бислоя — кавеолы. Кавеолы — это необычные липидные рафты : они содержат оба липидных слоя мембраны, и цитоплазматический, с которым связывается кавеолин, и обращённый наружу, который является типичным сфинголипид-холестероловым рафтом со связанными посредством GPI-якоря белками .

Функции

Кавеолы участвуют во множестве клеточных процессов, среди которых мембранный транспорт и формирование клеточного ответа на внешний сигнал . Одной из важнейших функций кавеол является их участие в эндоцитозе. В отличие от клатриновых , - и -везикул, инвагинация кавеол и захват груза обусловлены липидным составом мембраны, а не сборкой цитоплазматической белковой оболочки. Может быть, кавеолины принимают участие в стабилизации рафтов с определёнными мембранными белками. Отшнуровывание кавеол от плазматической мембраны опосредовано GTPазой динамином II; после этого кавеолы доставляют своё содержимое либо в кавеосому — особый компартмент, похожий на эндосому, либо в ходе трансцитоза переносят его на противоположный конец полярной клетки. Кавеосома может далее слиться с другой кавеосомой или с первичной эндосомой . С помощью такого эндоцитоза происходит, например, трансцитоз альбумина эндотелиальными клетками и интернализация инсулиновых рецепторов у адипоцитов. Стоит отметить, что, так как кавеолины — это интегральные белки мембраны, они не диссоциируют от везикул после эндоцитоза, а вместо этого доставляются в компартменты -мишени, где существуют как мембранные белки . Кроме того, в кавеосомах сохраняется нейтральный рН и отсутствуют маркеры, характерные для ранних эндосом .

Рецепторы инсулина и других факторов роста , а также некоторых GTP -связывающих белков и протеинкиназ , связаны с трансмембранной передачей сигнала, которая, по-видимому, локализуется в рафтах и, возможно, кавеолах . Показано, что кавеолины могут связывать некоторые сигнальные молекулы и таким образом регулировать передачу сигнала. Кавеолы также вовлечены в регуляцию и .

Кавеолы могут быть использованы некоторыми патогенами для проникновения в клетку, и таким образом они избегают деградации в лизосомах . Впрочем, некоторые бактерии используют не просто единичные кавеолы, а богатые кавеолами участки мембран. К патогенам, использующим такой путь, относятся вирус SV40 , полиомавирус , а также некоторых бактерии, в числе которых — некоторые штаммы Escherichia coli , Pseudomonas aeruginosa и .

Кавеолы могут быть вовлечены в регуляцию липидного обмена . В адипоцитах наблюдается высокий уровень экспрессии кавеолина Cav1. Кавеолин связывается с холестерином, жирными кислотами и жировыми каплями, тем самым принимая участие в управлении липидным обменом .

Наконец, кавеолы могут функционировать как в клетках некоторых типов. В частности, в клетках эндотелия они задействованы в ощущении скорости тока крови по сосудам . В гладкой мускулатуре кавеолин Cav1 участвует в формировании чувства растяжения мышц .

Ингибиторы

Известны некоторые ингибиторы работы кавеол, среди которых филипин III, генистеин и нистатин .

См. также

• Ретромер

Примечания

Литература

• David L. Nelson, Michael M. Cox. . — Fifth edition. — New York: W. H. Freeman and company, 2008. — P. . — 1158 p. — ISBN 978-5-4344-0113-5 .
• Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. Молекулярная биология клетки / Перевод с английского - А.Н. Дьяконовой, А.В. Дюбы и А.А. Светлова. Под ред. - Е.С. Шилова, Б.П. Копнина, М.А. Лагарьковой, Д.В. Купраша.. — М.—Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2013. — Т. 2. — С. 1213. — 1052 с. — ISBN 978-5-4344-0137-1 .
• Thomas C. M. , Smart E. J. (англ.) // Journal of cellular and molecular medicine. — 2008. — Vol. 12, no. 3 . — P. 796—809. — doi : . — . [ ]