Sejtadhézió Sejtkapcsoló struktúrák Dr. habil. Kőhidail László egyetemi docens Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézet Kemotaxis 2010/2011

Sejtadhézió jelentősége: Sejtlemezek kialakulása

Sejtadhézió jelentősége: Többrétegű sejtsorok kialakulása

Limfociták kilépése az endotélen „Rolling” Belépés Adhézió Migráció homing receptor vaszkuláris addressin

Adhéziós molekulák fő csoportjai

Sejtadhézió során expresszálódó főbb sejtfelszíni kapcsoló molekulák Cadhedrinek homofil Szelektinek heterofil Integrinek heterofil Immunoglobulin homofil domaint tart. mol. { Ca2+

pl. cadherin cito- szkele- ton i.c. kapcsoló fehérjék ECM pl. integrin

Cadherin Ca2+ Ca2+ Honofil kapcsolat Sejt-sejt Ca2+ Ca2+-függő kötődés I.c. aktinhoz vagy intermedier filamentumhoz kapcsol Gerincesek fejlődésében meghatározó szerep Ca2+ catetin Szövetspecifitás: N - nerve P - placenta E - epithelial aktin v. IF

Szelektinek Lektin típusú szénhidrát-kötő fehérjék Szövetspecifitás: E - epitheliális L - limfoid P - placenta L szelektin: szerepe van az adhézió kezdeti fázisának kialakulásában; újszülöttekben kevés van belőle ezzel is magyarázzák a gyulladásos reakciók viszonylag kis számát.

Integrin b a Ca2+-függő kötődés Heterofil kapcsolat Fokális kontaktus I.c. kapcsoló molekulák pl. talin, a-aktinin, vinculin E.c. kötésben fontos RGD Partner molekulák: fibronektin laminin kollagén S S Hiánya esetén (b) a leukocyta adhézió károsodik, s ez a fertőzések számát növeli

CAM = Cell Adhesion Molecules 5 db Ig-szerű domain Ca2+-tól független adhézió Homofil kapcsolat - jellemző Heterofil kapcsolat - ritka 20-nál több variáció A fejődés kritikus fáűzisában expresszálódnak Ig-szerű domainok Szövetspecifitás: N-CAM - neuron L-CAM - máj Melanomában - összefüggés az ICAM-1 és a tumor áttétképzőképessége között

Sejt-sejt kapcsolatok

Sejtkapcsoló struktúrák Tight junction Zonula adherens Desmosoma Gap junction Hemidesmosoma Interdigitáció

Tight junction = zonula occludens intercelluláris tér Lipid bilayer Citoplazmatikus fele transzmembrán proteinek occludin 0.6 mm

Tight junction „szigetelő” hatásának kimutatása negatív festéssel

Occludin –vonalak rendszere

Tight junction szerepe Mechanikai kapcsolat Barrier funkció Megakadályozza a vízoldékony molekulák bejutását a membránkomponensek laterális diffúzióját Az occludin kapcsolódásához Ca2+ szükséges Permeabilitás: inorganikus anyagok aminosavak monoszaccharidok

Rekeszes desmosoma – septate junction a sejtek apikális részénél találhatók folytonos gyűrűt képeznek (ld. z. adherens) sejtek összetartását segítik elő aktin kihorgonyzási helyei

Dezmoszóma = macula adherens Sejt-sejt közötti patentkapocs-szerű kötődés

Dezmoszóma citoplazmatikus plakk dezmoplakin, plakoglobin aktin intermedier filamentumok dezmoszómális cadherinek pl. desmoglein, desmocollin

Desmosoma TEM szerkezete Citoplazmatikus plakk Intermedier filamentumok (pl. keratin) cadherinek

Desmosomákat összekötő membrán alatti hálózat

Gap junction = „réses kapcsolat” (1958, 1968) A szomszédos sejtek közötti 2-4 nm-es rést hidalja át Hexagonális szerkezetű csatornát (connexon) képez A csatorna falát 6 db connexin alkotja (4 db a helikális komponens) A csatornák szövet, ill. sejt specifikusak a connexinek eltérő volta miatt A csatornákon anyagok szabályozott áramlása történik (max MS. 1000)

Gap junction

Gap junction

Gap junction szerepe Ca 2+ transzportja Neuronokban a neurotranszmitterek, cAMP, Ca 2+ transzportja Korai embriókban - szignalizáció

Plazmodezmata A gap junctionhoz hasonló funkció sER citoplazma dezmotubulus sejtfal plazma membrán plazmodezmata A gap junctionhoz hasonló funkció Vírusfertőzés a pórusátmérő növekedését okozza

Plazmodezmata ER sejtmembrán dezmotubulus

Fél-desmosoma Hámsejtek rögzítése a bazális membránhoz

Bazális csíkolat

Interdigitácio Hámsejtek esetében jellemző

A fokális kontaktus szerkezete actin filamentum a actinin vinculin paxillin talin integrin fibronectin

Fokális kontaktusok aktin vinkulin

Extracelluláris matrix

Extracelluláris matrix – Építő elemek Glycosaminoglycanok (GAG-ok) heparán szulfát keratán szulfát chondroitin szulfát „Core-proteinek” aggrecan – decorin kollagén – elasztin - struktúra fibronektin – laminin - adhézió

Extracelluláris matrix - Funkció Sejtmozgást befolyásolják Szecernált szignál molekulák aktivitását szabályozzák Koreceptorként működhetnek

Fibronektinek RGD kollagén sejt heparin Dimer eltérő összetételű láncokból – alternatív splicing heparin

Fibronektinek Glikoproteinek Dimer-szerkezet RGD (Arg-Gly-Asp) Plazma fibronektinek Gén „K.O.” kísérletek Asp

Bazális lamina Sejt Rétegei: lamina lucida lamina densa Ktsz. Rétegei: lamina lucida lamina densa lamina fibroreticularis Alkotói: IV. kollagén laminin perlecan entactin

Bazális membrán SEM képe epitheliális sejtek bazális membrán kollagén fibrillumok

Bazális membránt alkotó fehérjék

Kollagén Több mint 15 típusa ismert 10-300 nm átmérőjű fibrillumok Több mint 15 típusa ismert I., II., III., V., XI. – fibrillum kialakítás IV., VII. – hálózat képzése IX., XII. fibrillumok asszociációj

Kollagén rost felépülése a-lác szintézise Pro, Lys hidroxiláció glikoziláció összeépülés triple helix képzés fibrillumok rosttá rendeződése szekréció prokollagén lehasítása Fibrillummá épülés

Kollagén fibrillum negatív festődése kollagén molekulák közötti rések kollagén

Kollagén fibrillumok SEM képe

Laminin mindegyik láncnak több típusa is fellelhető A lánc B1 lánc B2 lánc Globuláris domének a-helix mindegyik láncnak több típusa is fellelhető 18 laminin izoforma szöveti eltérések

Kollagén IV Entactin Perlecan Laminin

Elasztin nyújtás lazítás elasztin rost keresztkötések

Aggrecan aggregátum Egy komplex: mol.súlya kb. 108 térfogata 2x10-12 cm3 (= baktérium)

Aggrecan aggregátum prot. Hialuronan Kapcsoló proteinek Keratin 1 mm Core prot. Hialuronan Kapcsoló proteinek Keratin szulfát Chondroitin szulfát

A focalis contactus molekuláris összetétele Fimbrin Nexilin Tensin A-Actinin Talin Paxillin Caveolin Zyxin Palladin Vinexin Ponsin Integrin, Syndecan-4, Leukocyte common antigen A focalis contactus molekuláris összetétele

Integrinek indukciója Matrix kötőhely e.c. matrix aktivált integrin Citoszkeleton kötőhely P P P P aktin