Молекулярные механизмы морфогенеза - Банников Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
Протеогликаны, способствующие прикреплению клеток, как правило, содержат гепарансульфат [549] . Взаимодействие гепарин-связывающего домена фибронектина с соответствующим лигандом необходимо для стабилизации пучков ак-тивновых филаментов и фокальных контактов, обеспечивающих полное распластывание фибробластов на подложке [660 ].
Протеогликаны, несомненно, играют большую роль в организации клеточной поверхности и внеклеточного матрикса( однако молекулярная биология этих компонентов развита пока плохо.
2.2.1.2. Базальные мембраны
Базальные мембраны обнаружены у всех многоклеточных животных, исключая губок, и являются первой формой внеклеточного матрикса, возникающей в онтогенезе [412].
< Базальные мембраны отделяют эпителий, мышечную и нервную ткань от соединительной ткани и, несомненно, играют важную роль в становлении и поддержании их тканевой структуры во взрослом организме. Базальные мембраны и у составляющие их макромолекулы участвуют в управлении образования сосудов, миграции и инвазии клеток в ткани [387, 480]. Хотя при электронной микроскопии базальная мембрана выглядит как две аморфные зоны (lamina lucida, lamina densa) в сумме шириной 20—200 нм, эта структура, несомненно, имеет упорядоченную супрамолекулярную органи-
9639
зацию. Среди макромолекулярньгх компонентов есть такие которые входят в состав любых базальных мембран, составляют основу ее структурной организации и обеспечивают главные функции (коллаген IV , ламинин, энтактин, гепарансульфа-ь-протеогликан). Многие, если не все базальные мембраны, содержат также ткане-специфические молекулы.
2.2.1.2.1. Коллаген IV типа
Трехмерная сеть из коллагена типа IV составляет структурную основу базальных мембран. Тройная спираль коллагена
IV типа состоит иэ двух al— и одной а 2-цепи, переплетенных вокруг друг друга, и представляет собой стержень длиной 390 нм, имеющий на С-конце глобулярный домен NCI. N-концевой сегмент длиной в 30 нм, играющий уникальную роль в образовании олигомеров, называют 7S-доменом [632].
Как в al-t так и а 2-цепях коллагена содержится более 20 нарушений в "коллагеновых" триплетах Гли- X-Y, что обеспечивает большую гибкость тройных- спиралей коллагена типа по сравнению с коллагенами, образующими фибриллы [272] , и делает спираль доступной для протеолиза. Так, тройная спираль (олигомер) типа IV содержит 4 сайта расщепления пепсином [64]. Другой уникальной чертой трехспирального домена коллагена IV является присутствие 7 или 8 остатков цистеина, которые локализованы в местах нарушений 'коллагеновых'1' триплетов al- и а 2-цепей и в N-кокцевом телопептиде. Внутримолекулярные дисульфидные связи образуются в центральной части и расположены близко от сайта расщепления коллагеназами, специфичными к коллагену IV типа [186]. Имеются также межцепочечные a2-al и межмо-лекулярные дисульфидные связи. Сегменты а 1— и а 2—цепей, образующие С—концевой глобулярный домен Nul, имеют высокогомологичный внутренний повтор, содержащий 6 цистеи-нов, находящихся в неизменном положении. Каждый набор цистеинов образует 3—дисульфидные связи, благодаря который возникают симметричные изгибы, разделяющие 2 субдомена внутри NC1 сегмента [573]. Межвидовая гомология от человека до дрозофилы особенно велика в l\C1 сегменте.
Димеры коллагена IV in vitro образуются за счет взаимодействий NC1 -доменов, а тетрамеры - при латеральных взаимодействиях 7 S-сегментов, которые укладываются п Р менно в антипараллельной ориентации. Структура оли _N образовавшихся за счет нековалентных взаимоде стви
Оилиэнруется затем межмолекулярными дисульфидными сшив-К/1МН. Последовательность образования двух вариантов олигомеров в процессе самосборки сети коллагена IV in vivo неизвестна. Однако из ткани удается экстрагировать димеры, способные к образованию нерегулярной полигональной сети посредством латеральных взаимодействий своих 7S -доме— нов [674 ]. Доказательства существования нерегулярной сети коллагеновых молекул in situ были получены при электронно-микроскопическом исследовании препаратов частично экстрагированной базальной мембраны [675]. Электронная микроскопия выявляет сложную трехмерную сеть ветвящихся филаментов с характерным расположением NC 1-глобул в среднем через каждые 220 нм. Обнаружено, кроме того, чго латерально ассоциированные молекулы коллагена IV образуют с верхе крученные спирали, что объяснимо на основании относительно высокой гибкости ''несовершенных'1' трехспиральных доменов коллагена IV . Связывание коллагена
IV с клеткой опосредуется двумя участками последовательности, расположенными в С -концевом и N -концевом районах тройной спирали. NC1 и 7S—домены не взаимодействуют с клеточной поверхностью [632]. Хотя тройная спираль содержит много RGD -элементов, эти элементы не участвуют в клеточной адгезии [634].
Роль недавно обнаруженных минорных компонентов коллагена IV аЗ- и а4-цепей [81, 551] не известна. Гены L1 и а 2-цепей коллагена IV кодируются противоположными пенями ДНК на одной хромосоме и имеют общий промотор-ный район длиной в 120 п.п. [243, 501], что указывает на необычные механизмы регуляции транскрипции обоих генов. Промотор сам по себе не обладает достаточной активностью и зависит от энхансера (и возможно, сайленсера), локализованных в первом большом интроне гена а 1-цепи [327].
