Занятие № 11. Цитоскелет.

1. Промежуточные филаменты (пф).

1.1. Особенности строения эпителиальных кератинов.

Характерной чертой всех эпителиальных клеток является присутствие кератинов. Кислые кератины включают в себя 11 эпителиальных кератинов, обозначающихся символами К9-К20, а также 4 вида кератина волос (На1-На4). Основные кератины образованы 8 эпителиальными белками, получившими название К1-К8. Молекулярная масса как тех, так и других варьирует от 40 до 67 кДа. Кислые и основные кератины образуют пары, то есть являются облигатными гетерополимерами, и относятся к группе цитоплазматических ПФ.

Кератиновые (или цитокератиновые) ПФ также принято называть тонофиламентами. Имеющиеся в литературе данные позволяют сделать вывод о том, что присутствие цитокератинов в клетке является признаком, который может быть использован для идентификации эпителия. То есть каждому виду эпителиальных клеток, характеризующемуся определенными функциями и локализацией, присущ и характерный набор и кератиновых полипептидов.

Все белки ПФ имеют схожую вторичную структуру: правозакрученный α-спиральный стержневой домен, содержащий три коротких не-α-спиральных линкера, не-α-спиральные головной (N-конец) и хвостовой (С-конец) домены. Строение стержневого участка и линкерных сегментов цитокератинов аналогично единому плану организации белков ПФ, однако головной и хвостовой домены выявляют ряд отличий. Так в состав головного сегмента кератинов I типа входят домены Е1, V1 и H1, а в состав хвостовой области – домены Е2 и V2; для С-конца кератинов II типа кроме выше описанных доменов характерен также домен Н2. Следует заметить, что субдомены E1 и V1 в кератинах являются наиболее основными и богатыми серин-глициновыми остатками.

1.2. Функции эпителиальных промежуточных филаментов.

В современной науке существует два направления в определении приоритетной функции ПФ. Первое - механистическое направление, сторонники которого утверждают, что основная функция ПФ (наряду с эластическими элементами) – устойчивость к деформации, механическая прочность. Представители же немеханистических взглядов считают, что первичная функция ПФ – регуляторная. То есть ПФ могут служить переносчиками информации от ядра к плазматической мембране и в обратном направлении. Возможно, что с их участием также происходит регуляция клеточного движения и специфического распространения органелл, везикул и мембранных доменов.

Кроме того, в клетке выявлена связь ПФ с десмосомами и внеклеточным матриксом (через гемидесмосомы). Формирование кератиновых филаментов и контактов играет значительную роль в интегративном морфогенетическом движении в течение эмбриогенеза. У мышей формирование десмосомальных контактов предшествует образованию ПФ. Следует заметить, что при разрушении десмоплакина (один из белков десмосомы) происходит реорганизация сети, образуемой кератинами 8 и 18.

Предполагается также, что белки, ассоциированные с микротрубочками, способствуют формированию связи между микротрубочками и ПФ. Так плектин – белок, объединяющий ПФ в клетках культуры фибробластов, также имеет сайты связывания ПФ с микротрубочками и микрофиламентами.