Die wichtigsten Zelladhesionsmolekülen

Transkript

1 Zelladhesion

2 Die wichtigsten Zelladhesionsmolekülen Homophile Wechselwirkungen Heterophile Wechselwirkungen

3 Cadherine Vermitteln Ca 2+ -abhängige homophile Zell-Zell-Adhäsion Bestehen aus Aminosäuren Mehr als 40 Cadherinarten E-cadherin (Epithelgewebe, Embryonen) N-cadherin (Nerwensystem) P-cadherin (Trophoblast) Der extrazelluläre Teil besteht aus Cadherin-Domänen Der intrazelluläre Teil assoziiert mit dem Cytoskelett

4 Ig-Superfamilie der CAMs Vermitteln Ca 2+ -unabhängige homophile Zell-Zell-Adhäsion Der extrazelluläre Teil besteht aus Ig-Domänen Vermittelt homophile Interaktionen zwischen Nervenzellen

5 Typen von Zellverbindungen Bestehen aus dichten Zusammenschlüssen von Adhesionsmolekülen

6 Adhesionsgürtel und Desmosomen Spezialisierte Verbindungen zwischen Zellen, die aus Ansamlungen von Cadherindimeren zusammengestzt sind Cadherinadaptoren sind mit dem Gürtel von Aktinfilamenten (Adherens junction) oder mit Keratinfilaments (Desmosom) an das Cytoskelett gebunden Verleichen dem Gewebe Stärke und Festigkeit Adhesionsgürtel (Adherens junction) Desmosmen

7 Desmosomen Bestehen aus proteinhaltigen nm dicken Haftplatten Die Haftplatten sind über CAMs verbunden (Desmoglein, Desmocollin) Desmoplakin bindet die Desmosomen an Keratinfilamente

8 Desmosomen Pemphigus vulgaris (Blasensucht) seltene Autoimmunkrankheit IgG-Autoantikörper gegen Desmoglein 3, die die Adhesion zwischen den Epithelzellen schwächen betrifft überwiegend Menschen im mittleren und höheren Lebensalter es entstehen auf der Mundschleimhaut rasch platzende Blasen, die leicht bluten Pemphigus foliaceus IgG-Autoantikörper gegen Desmoglein 1 es sind die oberen Epidermisschichten betroffen

9 Adherens junction (Adhesionsgürtel, Gürteldesmosomen) Bestehen aus einem fortlaufendem Band von Cadherinmolekülen Befindet sich unter den tight juctions

10 Adherens junction (Adhesionsgürtel, Gürteldesmosomen) Entstehung von adherens junction zwischen Epithelzellen während der Fusion von Epithelschichten ß-catenin:GFP

11 Adherens junction (Adhesionsgürtel, Gürteldesmosomen) Entstehung von adherens junction zwischen Epithelzellen während der Fusion von Epithelschichten actin:gfp

12 Adherens junction (Adhesionsgürtel, Gürteldesmosomen) Entstehung von adherens junction zwischen Epithelzellen während der Fusion von Epithelschichten Cell 100 (2000), pp

13 Development Aug;135(16) Entstehung von adherens junction zwischen Epithelzellen während der Entwicklung der Seitenlinie: Sinnesorgan bei Fischen

14 Entstehung von adherens junction zwischen Epithelzellen während der Entwicklung der Seitenlinie: Sinnesorgan bei Fischen Development Aug;135(16):

15 Tight junction Struktur: Besteht aus dünnen Bänder von Membranproteinen Spant die Zelle vollständig um Besteht aus Occludin und Claudin Die C-terminale Domäne von Occludin bindet durch Adaptoren (ZO-1, ZO-2, ZO-3) an das Aktin-Netzwerk

16 Tight junction Elektromikroskopische Aufnahme der tight junction mit Gefrierbruch-Technik: Struktur der tight junction Proteinen:

17 Tight junction Funktion: undurchlässig für wässrige Lösungen blockiert die Diffusion von Proteinen innerhalb der Plasmamembran separiert die apikale Oberfäche von der basolateralen Oberfäche der Zelle Verhindert die Diffusion von Proteinen von der apikalen zur basolateralen Oberfäche Verhindert die Diffusion von Lipiden von der apikalen zur basolateralen Oberfäche in der extracellularen jedoch nicht in der cytosolischen Halbschicht der Membran dichtet Körperhöhlen ab

18 Tight junction Permeabilität der tigth junctions kann moduliert werden: Zusammensetzung (unterschiedliche Claudin Isoformen) Physoilogischer Zustand der Epithelzellen (Siganaling: PKC, G-Proteinpathways, camp Pathogene Organismen coupled Erbliche Hypomagnesemia Erbliche Gehörlosigkeit Claudin16 Claudin14

19 Gap junction Anhäufung von Kanälen zwischen zwei Zellen Beide Membrane enhalten Connexon-halbkanäle Connexonhalbkanäle enhalten 6 Connexinmoleküle Jedes Connexinmolekül besitz 4 Transmembrandomäne Verschiedene Connexin-Isoformen (12) werden Gewebe-spezifiech expremiert Heterooligomere Kanäle unterschiedliche Durchlässigkeit für verschiedene Moleküle

20 Gap junction Funktion: kleine Moleküle passieren gap juctions ungehindert (ATP, camp, Aminosäuren) ermöglichen eine Stoffwechselkopplung zwischen angrenzenden Zellen

21 Gap junction Krankheiten die durch Connexinmutationen verursacht werden: Connexin26 und Connexin31: Neurosensorische Gehörlosigkeit Connexin43, Connexin46, Connexin50: Herzfehlbildung, Linsentrübung Connexin32: X-gekoppelte Form von Charcot-Marie-Tooth Krankheit Die Muskeln schwinden (atrophieren), weil die von CMT beeinträchtigten Nerven die Befehle des Gehirns für bestimmte Muskelbewegungen nicht exakt übertragen können. Hohlfuß mit Atrophie der kleinen Fußmuskeln und Hammerzehen.