Связывание бактерий с гликолипидами
Множество бактерий образуют колонии на твёрдых субстратах, а в некоторых случаях прилипают к специфическим поверхностям. Из бактериальных структур, участвующих в этом процессе это ворсинки. Это длинные нитевидные отростки, не имеющие аналогов среди высших животных. Примером могут служить ворсинки, обнаруженные у патогенных штаммов E. coli, которые вызывают инфекционные заболевания мочевых путей человека. Ворсинка содержит ~ 1000 белковых молекул, образующих спираль, на конце которой находится рецепторный белок (адгезин), специфически связывающийся с дигалактозидсодержащими гликолипидами. Эти липиды присутствуют на поверхности эпителиальных клеток, выстилающих мочевые пути, где и размножаются бактерии. Необходимым условием выполнения адгезином его функций является локализация этого белка на значительном расстоянии от клеточной поверхности, обычно покрытой липополисахаридами. Адгезин функционирует как лектин, т.е. сахаросвязывающий белок.
«Хоминг» лимфоцитов: стволовым кроветворным клеткам нужны гликопроизводные
Лимфоциты непрерывно циркулируют между кровью и лимфоидными органами (селезёнка, аденоиды, миндалины). Именно в этих органах концентрируется антиген из всех межклеточных пространств, подвергается процессингу и становится доступным для антигенспецифичных лимфоцитов, вызывая иммунный ответ. Лимфоциты мигрируют между кровотоком и лимфоидными органами по лимфатическим сосудам, и из всех клеток крови только рециркулирующие Т- и В – лимфоциты прилипают к внутренним поверхностям стенок этих сосудов и затем мигрируют к лимфоидным органам. Такая миграция называется «хомингом», и для этого необходимы специфические рецепторы на клеточной поверхности. Хоминг – рецептор это белок с мол. массой ~ 90 кДа, который ковалентно присоединён к убиквитину. Убиквитин представляет собой низкомолекулярный полипептид (8,45 кДа), ковалентно связанный с многочисленными цитоплазматическими белками и участвующий во внутриклеточной деградации белков. Роль убиквитина, присоединённого к внецитоплазматическому домену рецептора клеточной поверхности, неизвестна.
Хоминг – рецептор, скорее всего, является лектином, который узнаёт углеводную часть гликосоединений на поверхности эндотелиальных клеток. В этом процессе участвует маннозо – 6 – фосфат.
Стволовые кроветворные клетки тоже способны к хомингу. Благодаря которому попадают в строму костного мозга и селезёнку и там происходит их дифференциация и пролиферация.
Молекулы, участвующие в клеточной адгезии
Для идентификации белков клеточной поверхности, участвующих во взаимодействиях между клетками, с успехом использовались моноклональные антитела. Соответствующие белки были названы молекулами клеточной адгезии, или САМ (от англ.celladhesionmolecules). Наиболее полно охарактеризовано семейство гликопротеинов, участвующих в адгезии нейронов (N– САМ). Сходные молекулы были обнаружены в мозгу мыши, цыплёнка и человека. Во время развития отдельного организмаN– САМ экспрессируются в нескольких формах в разное время в различных тканях. Не исключено, что сложная картина адгезии нейронов во время развития мозга обусловлена дифференциальной экспрессией и посттрансляционными модификациями небольшого числа молекул (САМ), а не участием большого количества высокоспецифичных белков адгезии.N– САМ являются гомофильными соединениями, т.е. молекулаN– САМ одной клетки связывается со сходной молекулой другой клетки. Хотя эти белки адгезии гликолизированы, углеводы не являются необходимыми для взаимодействия, приводящего к связыванию. Однако гликолизирование может влиять на взаимодействие; так, при переходе от эмбрионального мозга к мозгу взрослого организма число остатков сиаловой кислоты вN–САМ уменьшается в три раза, что коррелирует с увеличением адгезивности. Возможно, гликозилирование играет регуляторную роль.
Анализ аминокислотной последовательности N– САМ, проведённый с помощью кДНК, показал, чтоN– САМ относится к иммуноглобулиновому суперсемейству. Данное суперсемейство включает также другие белки клеточной поверхности, которые функционируют как рецепторы, в том числе Т – клеточный рецептор и главные комплексы гистосовместимости. В него также входит миелинсвязанный гликопротеин, который вероятно, участвует во взаимодействии между аксонами и миелинизированными клетками периферической нервной системы.
Идентифицированы и другие виды САМ, отличные от N– САМ. Один из них, нейроглиальный, илиNg–САМ, выделен из эмбриона цыплёнка. ЕслиN–САМ участвует в адгезии нервных гомологичных клеток, тоNg– САМ – нервных клеток глии (гетеротипическое связывание). Взаимодействия, в которых участвуют эти САМ, не зависят от ионов кальция.
Обнаружен отдельный класс белков САМ, которые опосредуют Са2+- зависимые межклеточные взаимодействия. Эти белки названы кадрехинами и включают в себя эпителиальный кадрехин, плацентарный кадрехин и др.