• Адгезивные контакты представляют собой семейство близких поверхностных доменов, которые связывают соседние клетки друг с другом
• Адгезивные контакты содержат трансмембранные кадгериновые рецепторы
• Наиболее полно изученный адгезионный контакт, называемый опоясывающим зональным контактом, или адгезивным пояском (zonula adherens), расположен в контактном комплексе, который образуется в некоторых тканях между соседними эпителиальными клетками
• В опоясывающем зональном контакте адаптерные белки, которые называются катенинами, связывают кадгерины с актиновыми филаментами
Адгезивные контакты представляют собой компоненты контактного комплекса, благодаря которому скрепляются между собой клетки эпителия и эндотелия. В электронном микроскопе адгезивные контакты выглядят в виде темных утолщенных полос, расположенных в примыкающих областях плазматической мембраны соседних клеток, связанных стержнеобразными структурами, простирающимися в межклеточное пространство. На представлен наиболее полно исследованный адгезивный контакт, называемый опоясывающий зональный контакт, или адгезивный поясок (zonula adherens) В комплексе, формирующемся между некоторыми эпителиальными клетками, он располагается непосредственно под плотным контактом.
(Исследователи, впервые обнаружившие этот контакт, назвали его «опоясывающей десмосомой» из-за внешнего сходства с большой десмосомой. Сейчас мы знаем, что этот контакт отличается от десмосомы, и поэтому старое название больше не используется.) Другие примеры адгезивных контактов включают контакт в синапсе между нейронами ЦНС, контакт во вставочных дисках между клетками миокарда, и контакт между слоями миелиновой оболочки, окружающей периферические нервы.
Несмотря на свое местоположение, адгезивные контакты имеют два общих свойства. Во-первых, они содержат трансмембранные белки-рецепторы, которые называются кадгерины. Эти белки связываются с одноименными белками, расположенными на соседних клетках. Связывание рецепторов, расположенных на одной клетке, с такими же рецепторами другой называется гомофильным связыванием.
Предполагается, что этот тип связывания играет важную роль в обеспечении клеточной организации ткани, способствуя возникновению специфического взаимодействия клеток между собой. Это можно проиллюстрировать, экспрессируя гены двух различных кадгериновых рецепторов в двух разных популяциях одних и тех же клеток, поместив эти популяции в одну чашку Петри. Через несколько часов клетки самоорганизуются в группы, экспрессирующие тот или иной рецептор.
Если к культуре добавить антитела, блокирующие сайты гомофильного связывания кадгеринов, то группы клеток не образуются.
Димеры кадгериновых рецепторов, участвующие в адгезивных контактах, содержат пять внеклеточных доменов, которые полностью обеспечивают гомофильное связывание. Как показано на рисунке ниже, возможны три отдельных перекрывающихся положения этих доменов. Наиболее прочное связывание происходит, когда рецепторы перекрываются антипараллельно и полностью, в то время как их частичное перекрывание обеспечивает более слабые взаимодействия.
При изменении числа кадгериновых рецепторов на поверхности клеток может меняться прочность их связывания с соседними клетками; этот процесс называется модуляцией связывания. Мы не располагаем данными в пользу того, что кадгерины претерпевают конформационные изменения, приводящие к изменению сродства и контролирующие прочность связывания адгезивных контактов. Такие конформационные изменения известны под названием модуляции сродства и характерны для интегриновых рецепторов.
Второе свойство адгезивных контактов связано с тем, что они оказываются достаточно сильными для того, чтобы изменять форму ткани и/или противостоять силам сдвига. Например, как схематически показано на рисунке ниже, в связывании цитоплазматических хвостов кадгериновых рецепторов с пучками актина в опоясывающем зональном контакте участвуют якорные белки, известные под названием катенины. В свою очередь, актиновые филаменты этих пучков присоединены к миозиновым белкам, которые обеспечивают им возможность скользить по отношению друг к другу.
Считается, что это приводит к сокращениям, меняющим форму апикального полюса эпителиальных клеток. Это может быть важно, например, при развитии нервной трубки, когда за счет инвагинации эпителиальных клеток закрывается ее желобок.
Наряду с адгезивными функциями, обусловленными присутствием кадгерина, адгезивные контакты также участвуют в специфических процессах неизвестной природы. На основании генетических экспериментов на плодовой мушке предполагается, что в формировании морфологически четких опоясывающих зональных контактов участвуют белки, отличные от кадгеринов и катенинов. Эти дополнительные белки могут также регулировать сборку цитоскелета на сайтах, расположенных на значительных расстояниях от самих адгезивных контактов. Например, они могут участвовать в формировании полярности эпителиальных клеток, и, таким образом, косвенно влиять на сборку других клеточных контактов, включая плотные. В настоящее время исследователи пытаются выяснить, каким образом это происходит.
Опоясывающий зональный контакт является частью контактного комплекса.
С цитоплазматической стороны плазматической мембраны к контакту примыкают актиновые пучки.
Кадгерины образуют стержневые структуры между клетками и связываются с актиновым цитоскелетом через якорные белки, такие как катенины.
Каждый тип адгезивных контактов прочно удерживает соседние клетки вместе
Клетки, экспрессирующие идентичные кадгериновые рецепторы, селективно связываются между собой.
Такое гомофильное связывание играет важную роль в формировании тканей в процессе развития.
Кадгериновые белки образуют димеры, которые связываются друг с другом.
Показаны три типа взаимодействия кадгеринов.
Прямые измерения силы взаимодействия показывают,
что наибольшей степени перекрывания соответствует максимальная прочность связывания.
