Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства

Адгезивные молекулы иммуноглобулинового семейства (lg семейства) представляют собой обширную группу белков, обеспечивающих клеточное взаимодействие в периоды морфогенеза и синаптогенеза нервной ткани К настоящему времени накоплен значительный опыт в изучении структуры и функций нейроспецифических ад...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	1999
1. Verfasser:	Жерносеков, Д.Д.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 1999
Schriftenreihe:	Биополимеры и клетка
Schlagworte:	Структура и функции биополимеров
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156327
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства / Д.Д. Жерносеков // Биополимеры и клетка. — 1999. — Т. 15, № 2. — С. 143-148. — Бібліогр.: 31 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-156327
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1563272019-06-19T01:31:15Z Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства Жерносеков, Д.Д. Структура и функции биополимеров Адгезивные молекулы иммуноглобулинового семейства (lg семейства) представляют собой обширную группу белков, обеспечивающих клеточное взаимодействие в периоды морфогенеза и синаптогенеза нервной ткани К настоящему времени накоплен значительный опыт в изучении структуры и функций нейроспецифических адгезивных молекул В обзоре приведены основные принципы, используемые для классификации белков данного семейства, обсуждено применение молекулярно-генетического подхода для исследования адгезивных белков, показана общность доменной организации у белков адгезии Ig семейства, выделенных из нервной ткани животных организмов, имеющих глубокие различия в эволюционном плане. Рассматривается, каким образом структурные особенности адгезивных белков изучаемого семейства могут аьособствовать выполнению их специфических функций в нервной ткани. Адгезивні молекули родини імуноглобулінів (родини Ig) являють собою численну групу білків, які забезпечують клітинну взаємодію у період морфо- та синаптогенезу нервової тканини. До цього часу накопичено значний досвід у вивченні структури і функцій нейроспецифічних адгезивних молекул. В огляді наведено основні принципи, використані для класифікації білків згаданої родини, обговорено застосування молекулярно генетичного підходу для дослідження адгезивних білків, показано спільність доменної організації у білків адгезії родини Ig, виділених з нервової тканини тваринних організмів, які глибоко різняться еволюційно. Розглядається, яким чином структурні особливості адгезивних білків родини, що вивчається, можуть сприяти виконанню їхніх специфічних функцій у нервовій тканині. Cell adhesion molecules (CAMs) of immunoglobulin family (Ig family) present a wide group of the proteins which provide cell-cell adhesion during morphogenesis and synaptogenesis. There is a lot of data concerning the structure and function of the neural CAMs. In the present review both main principles using for classification CAMs Ig family and the molecular-genetic approach to investigate these proteins have been discussed. There « a unity of the domain structure at CAMs Ig family, which have been isolated from different species. The relation between structural peculiarities and specific functions of CAMs have been discussed. 1999 Article Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства / Д.Д. Жерносеков // Биополимеры и клетка. — 1999. — Т. 15, № 2. — С. 143-148. — Бібліогр.: 31 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.000512 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156327 582.635.3;612.111.44 ru Биополимеры и клетка Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров
spellingShingle	Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров Жерносеков, Д.Д. Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства Биополимеры и клетка
description	Адгезивные молекулы иммуноглобулинового семейства (lg семейства) представляют собой обширную группу белков, обеспечивающих клеточное взаимодействие в периоды морфогенеза и синаптогенеза нервной ткани К настоящему времени накоплен значительный опыт в изучении структуры и функций нейроспецифических адгезивных молекул В обзоре приведены основные принципы, используемые для классификации белков данного семейства, обсуждено применение молекулярно-генетического подхода для исследования адгезивных белков, показана общность доменной организации у белков адгезии Ig семейства, выделенных из нервной ткани животных организмов, имеющих глубокие различия в эволюционном плане. Рассматривается, каким образом структурные особенности адгезивных белков изучаемого семейства могут аьособствовать выполнению их специфических функций в нервной ткани.
format	Article
author	Жерносеков, Д.Д.
author_facet	Жерносеков, Д.Д.
author_sort	Жерносеков, Д.Д.
title	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
title_short	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
title_full	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
title_fullStr	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
title_full_unstemmed	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
title_sort	структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate	1999
topic_facet	Структура и функции биополимеров
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/156327
citation_txt	Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства / Д.Д. Жерносеков // Биополимеры и клетка. — 1999. — Т. 15, № 2. — С. 143-148. — Бібліогр.: 31 назв. — рос.
series	Биополимеры и клетка
work_keys_str_mv	AT žernosekovdd strukturnofunkcionalʹnyeosobennostinejrospecifičeskihadgezivnyhbelkovimmunoglobulinovogosemejstva
first_indexed	2025-07-14T08:24:22Z
last_indexed	2025-07-14T08:24:22Z
_version_	1837611350501621760
fulltext	ISSN 0233-7657. Биополимеры и клетка. 1999. Т. 15. № 2 Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства Д. Д. Жерносеков Днепропетровский государственный университет Пер. Научный, 13, Днепропетровск, 320625, Украина Адгезивные молекулы иммуноглобулинового семейства (Ig семейства) представляют собой обширную группу белков, обеспечивающих клеточное взаимодействие в периоды морфогенеза и синаптогенеза нервной ткани. К настоящему времени накогиіен значительный опыт в изучении структуры и функций нейроспецифических адгезивных молекул. В обзоре приведены основные принципы, используемые для классификации белков данного семейства, обсуждено применение молекулярно-генетического подхода для исследования адгезивных белков, показана общность доменной организации у белков адгезии Ig семейства, выделенных из нервной ткани животных организмов, имеющих глубокие различия в эволюционном плане. Рассматривается, каким образом структурные особенности адгезивных белков изучаемого семейства могут способствовать выпол- нению их специфических функций в нервной ткани. Введение. Адгезивные молекулы нервной ткани являются тем уникальным инструментом, который обеспечивает объединение клеток данной ткани и дает возможность нейронам взаимодействовать между собой, с глиальными клетками и клетками экстрацеллюлярного матрикса. В период гистогене- за процесс миграции нейронов и установление связи между нейроном и клетками ненейронально- го происхождения сопровождается изменениями в экспрессии белков адгезии на поверхности клеток [ 1 ] . 80—90-е годы нашего столетия стали периодом открытия большого числа адгезивных белков нерв- ной ткани и их интенсивного изучения [2—4 ]. В то же время были сделаны попытки использования белков клеточной адгезии в виде маркеров нор- мального и патологического состояния ткани [5, 6 ]. Большое разнообразие адгезивных молекул и от- крытие их специфических функций в нервной тка- ни привело к необходимости классификации этих белков. В настоящее время все известные белки клеточной адгезии нервной ткани подразделяют на © д . д . ЖЕРНОСЕКОВ, 1999 два семейства: белки адгезии иммуноглобулинового семейства и кадгерины. Адгезивная функция кадге- ринов зависит от присутствия в среде ионов двух- валентного кальция., белки адгезии иммуноглобу- линового семейства являются кальций-незавяси мы- ми [7 ]. В основу дальнейшей классификации белков адгезии Ig семейства положена доменная организация этих молекул. Структурная характеристика и классифика- ция адгезивных белков Ig семейства. Для всех адгезивных белков Ig семейства характерно при- сутствие одного или более доменов, обладающих структурным сходством с «петлями» иммуноглобу- лина. Каждый из таких доменов состоит приблизи- тельно из ста аминокислотных остатков с двумя наиболее консервативными регионами, окружаю- щими цистеиновую пару. Считают, что именно благодаря наличию таких петель белки адгезии данного семейства способны выполнять свою адге- зивную функцию [8 ]. Другой важной структурной особенностью белков адгезии Ig семейства является присутствие доменов, сходных с теми, которые обнаружены в гликопротеине матрикса, фибронек- тине. Эти домены известны в литературе год на- званием фибренектиновых повторов типа III. Сразу 143 ЖЕРНОСЕКОВ Д Д. следует отметить, что присутствие фибронектино- вьсх (FN) повторов не является обязательным для всех членов семейства. Каждый, из таких повторов представляет собой последовательность из около сотни аминокислотных остатков в двумя региона- ми, отличающимися высокой консервативностью. В состав этих регионов вход ят остатки ароматических аминокислот. Характерной !особенностью повтора является наличие последовательности Arg-Gly-Asp, которая может выполнять функцию связывающего клеточного сайта. Именно эта последовательность «узнается» адгезивными белками другого класса — интегринами [9 ]. Следующим важным регионом в структуре белков Ig семейства является домен, обеспечиваю- щий связь белка с мембранными структурами. Большинство белков семейства — это мембран- ные белки, однако для некоторых представителей показано существование и «растворимых» изоформ. Мембранные белки адгезии Ig семейства имеют трансмембранный и цитоплазматический регионы. Трансмембранный регион пронизывает всю толщи- ну мембраны, и аминокислотная последователь- ность данного региона состоит из большого чиста остатков аминокислот с неполярными гидрофобны- ми R-группами. Аминокислотная последователь- нссть цитоплазматического региона отличается вы- сокой консервативностью среди молекул семейства, что, по всей вероятности, связано с функциональ- ней нагрузкой. В этом регионе осуществляется присоединение молекул, связывающих белки адге- зии со структурами цитоскелета. Для наглядности приведено схематическое изображение доменной структуры одного из представителей адгезивных белков Ig семейства — молекулы Ng-CAM (рис. 1). В зависимости от количества иммуноглобули- новых петель, фибронектиновых повторов и спосо- ба прикрепления к. мембране белки адгезии рас- сматриваемого семейства подразделяются на не- сколько групп (таблица) (10]. К первой группе относят поверхностный гли- Классификация белков клеточной адгезии иммуноглобулинового семейства нервной ткани № группы Ig до- мены FN повто- ры типа III Представители 1 5 2 N-CAM, фасциклин II 2 6 5 Ng-CAM, Ll, NILE, Nr-САМ, нейрог- ликан, нейрофасцин* 3 6 4 Контактин/Fl 1, F3,TAG-I 4 1—5 Нет Гликопротеины, ассоциированные с миелином, протеин периферического миелина, фасциклин III Рис. 1. Схематическое изображение доменной организации белка Ng-CAM: / — иммуноглобулиновые домены; 2 — фибро- нектиновые повторы; .5 — трансмембранный регион; 4 — цитоп- лааматичесний регион П р и м е ч а н и е . Ig домены — иммуноглобулиновые домены. FN повторы — фибронектиновые повторы;"нейрофасцин имеет 4 FN повтора копротеин N-CAM (neural cell adhesion molecule), который присутствует в нервной ткани животных и человека в четырех основных изоформах. Эти изо- формы различаются по молекулярной массе (110, 120, 140 и 180 кДа) и по способу присоединения к цитоплазматической мембране. N-CAM-110 пред- ставляет собой растворимый белок, N-CAM-120 присоединен к мембране при помощи фосфатиди- линозитолового якоря, N-CAM-140 и N-CAM- 180 — трансмембранные белки. Исследование ген- ной структуры N-CAM позволило утверждать, что все четыре изоформы данного белка — результат альтернативного сплайсинга одного простого гена [11]. Хотя преимущественно белок N-CAM лока- лизован в нервной ткани, но он также присутству- ет в значительных количествах в тканях сердечных и скелетных мышц [12, 13]. Данный белок занима- ет центральное место в исследованиях, посвящен- ных адгезивным белкам Ig семейства, и, по мнению Эделмана, предшественник белка N-CAM дал на- чало всему семейству [14]. К этой же группе относится фасциклин II, выделенный из нервной ткани Дрозофилы. Несмотря на значительное видо- вое различие между этими адгезивными белками, их доменная структура обнаруживает значительное сходство. В структуре белков этой группы различа- ют пять иммуноглобулиновых доменов, два фибро- нектиновых повтора типа III, трансмембранный и цитоплазматический домены. Вторая группа более многочисленна. Сюда вхо- дят белок Li, выделенный из нервной ткани мыши, белки N-CAM, Nr-САМ, выделенные из нервной ткани цыпленка. Дальнейшие исследования пока- зали, что Ng-CAM и Nr-CAM также обнаружива- Н4 СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АДГЕЗИВНЫХ БЕЛКОВ ются в нервной ткани грызунов [15]. По-видимо- му, нервная ткань обладает набором адгезивных молекул, экспрессия которых зависит от морфоге- нетических событий, происходящих на данном эта- пе развития ткани. Аминокислотная последова- тельность Nr-САМ, Ng-CAM и Ll идентична на 40 %, а с адгезивными белками других групп имеет сходство только на 20—30 %. К этой же группе относят и белок нейроглеин, выделенный из нервной ткани дрозофилы. Все белки второй груп- пы имеют шесть иммуноглобулиновых доменов, пять фибронектиновых повторов, трансмембранный и цитоплазматический регионы. Ряд авторов отно- сят к этой группе и белок нейрофасцин, выделен- ный из головного мозга цыпленка, хотя в структуре этого белка только четыре фибронектиновых по- втора [15]. Для белков адгезии третьей группы характерно наличие шести иммуноглобулиновых доменов и четырех фибронектиновых повторов. Прикрепле- ние к мембране у этих белков происходит за счет фосфатидилинозитолового якоря. К белкам данной группы относят контактин (другое название F l l ) и аксонин, выделенные из нервной ткани цыпленка, а также белки F3 и TAG-1, выделенные из нервной ткани мыши. Перечисленные молекулы обладают различной степенью гомологии по аминокислотно- му составу. Аминокислотная последовательность контактина и F3 совпадает на 78 %, поэтому их можно рассматривать как разновидность одного и того же белка. В свою очередь аминокислотный состав аксонина сходен с таковым F3 и контактина на 50 % [10]. В структуре адгезивных белков четвертой группы отсутствуют фибронектиновые повторы ти- па III. К этой группе относят белок P0, гликопро- теины, ассоциированные с миелином и фасциклин III. Белок P0 — главный белок периферического миелина, состоящий из одного Ig домена, транс- мембранного и цитоплазматического регионов. Этот адгезивный белок функционирует как гомо- фильный лиганд и может способствовать росту нейрита [9 ]. Гликопротеины, ассоциированные с миелином (ГАМ), обеспечивают связь глиальных клеток с аксонами и экспрессируются на поверхно- сти олигодендритов и шванновских клеток. Извест- ны по меньшей мере две формы ГАМ, которые образуются благодаря альтернативному сплайсингу простого гена. Обе формы содержат в своей струк- туре пять Ig доменов, трансмембранный и цито- плазматический домены, по длине которых эти формы различаются. Кроме известных цистеино- вых пар, характерных для структуры каждого иммуноглобулинового домена белков семейства, ГАМ имеют еще пять дополнительных остатков цистеина. Одна цистеиновая пара связывает пер- вый и второй Ig домены, вторая пара обнаружена в пятом Ig домене, а пятый остаток цистеина нахо- дится в месте присоединения пальмитиновой кис- лоты. Белок фасциклин III обнаружен в нервной ткани беспозвоночных, где он участвует в процессе гомофильного связывания. В структуре фасцикдина III отсутствуют цистеиновые остатки, характерные для Ig доменов адгезивных белков, выделенных из нервной ткани позвоночных животных. Структура данного белка содержит три Ig домена, трансмемб- ранный и цитоплазматический регионы. Известны две формы фасциклина III, различающиеся по цитоплазматическому региону. Как и в случае с ГАМ, это является результатом альтернативного сплайсинга [9]. Тканеспецифические изменения структуры адгезивных белков Ig семейства. Тканеспецифиче- ские изменения структуры наиболее удобно рас- смотреть на примере белка N-CAM. Как указыва- лось ранее, N-CAM нельзя считать в полном смыс- ле нейроспецифическим белком, поскольку он встречается в значительных количествах в других тканях, в основном, на ранних стадиях их разви- тия. Логично было бы ожидать каких-либо струк- турных изменений в молекуле N -САМ, указываю- щих на различное тканевое происхождение. Ответ стал возможен с развитием методов молекулярной биологии, когда была исследована структура Ν- ΟΑΜ и разработаны методы получения препаратов матричных РНК этого белка [16, 17]. Создание ДНК-зондов, структура которых соответствовала нуклеотидной последовательности определенных экзонов, позволило на основе гибридизации этих зондов с препаратами мРНК, выделенными из различных тканей, судить об экспрессии экзонов N-CAM в данной ткани. Обнаружение минорных экзонов N-CAM сразу привело к мысли об их специфичности. Было показано, что между 7-м и 8-м экзонами гена N-CAM (4-й иммуноглобулине- вый домен в структуре белка) располагается экзон VASE (вариабельный домен, альтернативно сплай- сируемый экзон), состоящий из 30 пар оснований [181 (рис. 2). Используя вышеописанный метод, обнаружили, что VASE гибридизуется с препарата- ми матричных РНК, полученными из ткани голо- вного мозга и сердечной мышцы позвоночных. В препаратах скелетных мышц экспрессии VASE не выявлено [12]. Какое влияние оказывает экспрес- сия VASE на адгезивные свойства молекулы N- CAM, определить в настоящее время трудно. Не- посредственное воздействие исключается, так как известно, что участок гомофильного связывания 145 ЖБРНОСВКОВ д . д . Рис. 2. Экзонная структура гена N-CAM. Стрелками показаны эк:юны, сплайсирующиеся альтернативно (белок—белок) располагается в области второго Ig домена, а гетерофильного связывания (белок—суб- страт) — в области третьего Ig домена молекулы N-САМ. Однако включение 10 дополнительных аминокислотных остатков, кодируемых VASE, из- меняет четвертый Ig домен N-CAM таким образом, что придает ему конформацию, сходную с вариа- бельным доменом иммуноглобулина. Учитывая, что вариабельные домены вовлечены в процесс связывания антигена, можно сделать предположе- ние о формировании связывающего сайта в районе четвертого Ig домена N-CAM [12]. Не менее интересным явилось открытие ми- норных экзонов группы MSD (muscle specific domain), располагающихся между 12-м и 13-м экзонами гена N-CAM (рис. 2). Эти экзоны имеют наибольшие размеры 15, 48 и 42 пары оснований и обозначаются MSD la, Ib и Ic соответственно. За этими экзонами располагается альтернативно сплайсируемая группа AAG. Чаще всего экзоны MSD экспрессируются в изоформе N-CAM-120. Бы- ло показано, что специфическими экзонами мышц являются экзоны MSDlb и MSDlc, в то время как MSDla и AAG могут экспрессироваться также в головном мозге [19, 20]. Экзон MSDla кодирует серию пролиновых остатков, a MSDlb — регион, богатый остатками серина и треонина. Этот регион выступает как специфический сайт для О-глико- зильного углеводного связывания. Наличие такого сайта характерно только для тех молекул N-CAM, которые были выделены из мышечной ткани [19]. Следует отметить, что присутствие тканеспе- цифических экзонов показано в настоящее время только для N-CAM. При исследовании генной структуры Ng-CAM, Ll и некоторых других адге- зивных белков Ig семейсгва минорные альтерна- тивно сплайсируемые экзоны вообще не обнаруже- ны [10 ]. Возможно, это связано с тем, что локали- зация вышеуказанных молекул ограничивается, в основном, нервной тканью. Адгезивные молекулы Ig семейства и специ- фические функции нервной ткани. В результате посттрансляционных модификаций большинство белков адгезии Ig семейства приобретает углевод- ный компонент, играющий важную роль при вы- полнении ряда функций. Известно, что белок N-CAM содержит большое количество остатков сиаловой кислоты (до 200 остатков на 1 молекулу белка), которое может меняться в зависимости от стадии развития нерв- ной ткани [20—22]. Период роста нейрита сопро- вождается экспрессией высокосиалированной фор- мы N-CAM на поверхности клеток. Адгезивные свойства данной формы выражены гораздо слабее, чем у молекул N-CAM, экспрессируемых на повер хности зрелых нервных клеток. Снижение адгезив- ности объясняется значительным отрицательным зарядом, который образуется благодаря большому количеству сиаловых остатков, что в свою очередь приводит к малоэффективному гомофильному свя- зыванию (N-CAM—N-CAM) [23, 24 ]. Смысл суще- ствования этих двух форм N-CAM объясняется следующим образом. Высокое содержание сиаловых кислот на поверхности нейрита создает благоприят- ные условия для его роста. Потеря остатков сиало- вой кислоты во время развития может выступать в качестве инструктивного сигнала для нейронов, вследствие чего сокращается скорость аксонального роста при непосредственном приближении к ткани- мишени. В то же время молекула N-CAM перехо- дит в высокоадгезивное состояние, наиболее благо- приятное для установления клеточных контактов [25]. Гликопротеиновая природа адгезивных белков Ig семейства оказалась важной и при изучении процессов обучения и памяти. Было установлено, что процесс формирования памяти сопровождается двумя периодами усилен- ного синтеза гликопротеинов, локализованных в области постсинаптических образований. Среди прочих белков в этой группе обнаружены Ll и изоформа N-CAM-180 [26]. Недавно получены све- дения о возможном участии в процессе обучения нейроспецифических белков кадгериновой адгезии, которые имеют сходную локализа цию в области постсинаптических мембран [27 ]. Экстрацеллю- лярные домены этих молекул отвечают за клеточ- ное узнавание и, следовательно, могут служить для передачи синаптического сигнала. Тогда введение в организм антител, связывающихся с вышеназван- ными доменами, должно ослаблять синаптическую модуляцию, следующую за процессом обучения [28 ]. При внутрицеребральном введении животным антител Ll либо за 30 мин до начала процесса 146 СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ АДГЕЗИВНЫХ БЕЛКОВ обучения, либо спустя 5,5 ч после него наблюдался эффект амнезии. Введение антител к N-CAM вы- зывало потерю памяти только спустя 5,5 ч после процесса обучения. Указанные временные периоды эффективной амнезии авторы работы соотносят с двумя периодами усиленного гликопротеинового синтеза [29 ]. Интересным является эффект раз- личного действия экстрацеллюлярных доменов Li. Фрагмент Ig доменов (с 1-го по 6-й) вызывал амнезию в первый период синтеза гликопротеинов, в то время как фрагмент Li, состоящий из фибро- нектиновых повторов типа III, вызывал потерю памяти только во время второго периода. В связи с этим предполагают наличие различных механиз- мов синаптической стабилизации. Считают, что кратковременная память, связанная с первым эта- пом синтеза гликопротеинов, определяется Ll-за- висимой адгезией. При этом важную роль играют Ig домены этой молекулы, т. е. адгезивные функ- ции. Долговременная память зависит от совместно- го действия Ll и N-CAM, и здесь важным является участие фибронектиновых повторов, т. е. реализу- ется трансдуктивная функция белков адгезии [26 ]. Необходимо отметить, что для выполнения транс- дуктивной функции молекулы адгезии должны иметь возможность для передачи сигнала внутрь клетки [30]. Возможно, поэтому из всех изоформ N-CAM в процессе обучения участвуют только N-CAM-180, имеющая наиболее длинный цитоп- лазматический домен, связанный со спектрином [31]. Для белков этой группы, куда входит Li, показана связь со структурами цитоскелета посред- ством анкириновых белков [14]. Исследование экспрессии белков адгезии Ig семейства оказывается важным и при патологиче- ских изменениях центральной нервной системы. Недавно было показано увеличение концентрации белка N-CAM в спинномозговой жидкости больных шизофренией \|5]. Авторы работы делают вывод о том, что обнаруживаемая при данной патологии изоформа N-CAM-120 образуется в результате де- структивных процессов, происходящих в клетках нервной ткани. Таким образом, белки клеточной адгезии явля- ются весьма чувствительными элементами поверх- ности нервных клеток. Даже незначительные изме- нения в структуре или экспрессии адгезивных бел- ков оказывают существенное влияние на выполнение нервной системой своих специфиче- ских функций. Поэтому дальнейшее изучение бел- ков клеточной адгезии имеет большое значение для выяснения молекулярных механизмов, обусловли- вающих нормальное и патологическое состояние нервной ткани. Д. Д. Жерноссков Структурно-функціональні особливості нейроспецифічних адгезивних білків родини імуноглобулінів, Резюме Адгезивні молекули родини імуноглобулінів (родини Ig) явля- ють собою численну групу білків, які забезпечують клітинну взаємодію у період морфо- та синаптогенезу нервової ткани- ни. До цього часу накопичено значний досвід у вивченні струк- тури і функцій нейроспецифічних адгезивних молекул. В огляді наведено основні принципи, використані для класифікації білків згаданої родини, обговорено застосування молекулярно- гене- тичного підходу для дослідження адгезивних білків, показано спільність доменної організації у білків адгезії родини Ig, виділених з нервової тканини тваринних організмів, які глибо- ко різняться еволюційне·. Розглядається, яким чином струк- турні особливості адгезивних білків родини, що вивчається, можуть сприяти виконанню їхніх специфічних функцій у нер- вовій тканині. D. D. Zhernossekov Structural and functional peculiarities of neural cell adhesion proteins of immunoglobulin family Summary Cell adhesion molecules (CAMs) of immunoglobulin family (Ig family) present a wide group of the proteins which provide cell-cell adhesion during morphogenesis and synaptogenesis. There is a lot of data concerning the structure and function of the neural CAMs. In the present review both main principles using for classification CAMs Ig family and the molecular-genetic approach to investigate these proteins have been discussed. There is a unity of the domain structure at CAMs Ig family, which have been isolated from different species. The relation between structural peculiarities and specific functions of CAMs have been discussed. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Somfen C G , Varon S. S. Neuron-glia interaction / / Neuros- ci. Res. Progr.—1979.—17,—P. 1—239. 2. Frank R., Raihjen F. G., Brummendorf T., Wolff J. M. N eural cell recognition molecule Fl 1: Homology with fibronectin type III and immunoglobulin type с domains / / Neuron.— 19ii9.— 2 — P . 1351 — 1361 3. Mauro V., Edelman G. M., Gunningham Β. A., Grunuit M. Structure of the chicken neuron-glia cell adhesion molecule, Ng-CAM: Origin of polypeptides and relations to Ig superlami- Iy / / J. Cell. Biol.—1991,—112 — P. 1017—1029. 4. Burgoon M. P., Edelman G. M., Gunningham Β. A., Grumet JV/., Mauro V. Structure of a new nervous system glycoprotein, Nr-САМ, and its relationship to subgroups of neural cell adhesion molecules / / J. Cell. Biol.—113.—P. 1399—1412. 5. Wright R., Hemperly J. J., George M. S., Pazzaglia P. J., Jeerrels S. A., Post R M., Freed W. J., Poltorak M., Frye M. A. Increased neural ce;ll adhesion molecule in the csf of patients with mood disorder II J. Neurochem. —1996.—66. N 4.— P. 1532—1538. 6. Кіріченко С. В., Недзвецький В. С., Жерноссков Д. Д. Нейроспецифічні білки цитоскелету та адгезії нервових клітин при нейроектомії I l VII Укр. біохім. з'їзд: Тез. доп.—Київ, 1997.—Т. 2,—С. 156—157. 7. Takeichi Μ. Cadherin cell adhesion receptors as a mor- phogenetic regulator / / Science.—1991 —251, N 3.— P. 1451 — 1455. 8. Rutishauser (J., Frelinger A. L. I. Topography of N-CAM 1 4 7 ЖВРНОСЕКОВ Д. д. structural and functional determinants 11. Placement of mono- clonal antibody epitopes / / J. Cell Biol.—1986.—103 — P. 1729—1737. 9. Grumet M. Cell adhesion molecules and their subgroups in the nervous system / / Curr. Opin. Neurobiol.—1991.—1.— P. 370—376. 10. Grumet M. Structure, expression and function of Ng-CAM, a member of Ihe immunoglobulin superfarnily involved in neuron- neuron and neuron-glia adhesion / / J, Neuroscl. Res.— 1992.—31.—P. 1 — 13. M.Dickson G., Walsh F S. Generaition of multiple N-CAM polypeptides from a single gene / / BioEssays.-189.—11, N l . - P . 83—88. 12. Andersson A M., Olsen M., Zhenwseiiov D. D., Gaardsvoll H., Krog L., Linnemann D., Bock E. age-related changes in expression of N-CAM in skeletal muscle: a comparative study of newborn, adult and aged rats U lllochem. J.—1993.— 290.—P. 641—648. 13. Gaardsvoll H., KrogL., Zfurrwsekov D. D., Andersson A.-M., Edvardsen K., Olsen M., Bock E., Linneinann D. Age-related changes in expression of neural cell adhesion molecule (N- CAM) in heart: a comparative study of newborn, adult and aged rats / / Eur. J. Cell. Biol.—1993.-61.—P. 100—107. 14. Edelman G. M CAMs and Igs: cell adhesion and evolutionary origins of immunity / / lmmun. Rev —1987.—100, N 1,— P. 11—45. 15. Bennet V., Davis /. Q. Ankyrin binding activity shared by the neurofascin (Li) Nr-CAM family of nervous system cell adhesion molecules / / J. Biol. Chem.-1994.—269, N 44.— P. 27163—27166. 16. Gallin W. J., Mac. Gregor J. S., Edelman G. M., Gunningham Β. A., Murray Β. A., Hemperly J. J. Isolation of cDNA clone of the chicken neuranal cell adhesion molecule (N-CAM) / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1984.-81.— P. 5584—5588. 17. Gunningham Β. A., Oweerts G. C., Edeiman G. M. Organiza- tion of the neural cell adhesion molecule gene: alternative exon usage as the basis for different membrane associated domains / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1987.—84,—P. 294—298. 18. Afason R., Small S. J. Expression of the unique N-CAM vase exon is independently regulated in distinct tissues during development / / J. Cell Biol.—1990.—111.—P. 2089—2096. 19. Walsh F. S., Doherty P. The contrasting roles of N-CAM and N-cadherin as neurite outgrowthpromoting molecules / / J. Cell Sci.—1991.—15.—P. 13—21. 20. Moore S. E., Glower H. J., Putt W., Kenimer J. G., Barton C. H., Walsh F. S., Thompson J., Dickson G. Alternative splicing of the neural cell adhesion molecule gene generates variant extracellular domain structure in skeletal muscle and brain / / Genes Dev.—1989.—3.—P. 348—357. 21. Roth L, Lackie P. M., Zuber C- Expression of polysialated N-CAM during rat heart development / / Differentiation.— 1991.—47.—P. 85—98. 22. Bock E., Linnemann D., Lyles M. A developmental study of the biosynthesis of neural cell adhesion molecule / / Dev. Neurosci.—1985.—7.—P. 230—238. 23. Edelman G. M., Hoffman S. Kinetics of homophilic binding by embryonic and adult forms of the neural cell adhesion molecule / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1983.—47.—P. 3762—3766. 24. Deagostini-Bazin H., Rougon G., Goridis C., Sadoul R., Hirn M. Adult and embryonic mouse neural adhesion molecules have different binding properties / / Nature. —1983.—304.— P. 347—349. 25. Велик Я. В., Березин В. А. Специфические белки нервной ткани.—Киев: Наук, думка, 1990.—263 с. 26. Schachner M., Rose S. P. R., Scholey A D., Mileusnic R. А role for a chicken homolog of the neural cell adhesion molecule 11 in consolidation of memory for a passive avoidance task in the chick / / Learning and Memory.—1995.—2.—P. 17—25. 27. Tikhomiroff A. E., Zhernosekoff D. D., Nedzvetsky V. S. Etude des proteines neurospecifiques dans Ies regions du cerveau responsables de formation de la memoire / / 4e Int. Conf.-Dnepropetrovsk, 1997.—Vol 2.—P. 126—127. 28. Lancashire C., Bullock S., Mileusnic R., Rose S. P. R. Characterisation of antibodies specific for chick brain neural cell adhesion molecules which cause amnesia for a passive avoidance task / / J. Neurochem.—1995.—64, M 6 — P. 2598—2606. 29. Rose S. P. R. Cell adhesion molecules, glucocorticoids and long-term memory formation Il Trends Neurosci. —1995.— 18.—P. 502—506. 30. Жерносеков Д. Д., Недзвецький В. С. Взаємодія білків адгезії зі структурними складовими цитоскелета / / Укр. біохім. журн.—1998.—70, № 1,—С. 3—15. 31. Krebs К, Goodman S., Schachner M., Pollerberg G. E., Buridge К. The 180 kb component of the neural cell adhesion molecule N-CAM is involved in cell-cell contacts and cytos- keleton-membrane interactions / / Cell Tissue Res.—1987.— 250,—P. 227—236. УДК 582.635.3;612. i l l 44 Поступила в редакцию 20.01.98 148

Структурно-функциональные особенности нейроспецифических адгезивных белков иммуноглобулинового семейства

Institution

Ähnliche Einträge