Caveolit ( lat. caveola - "pieni luola") ovat pieniä (kooltaan 50-100 nm ) pullon muotoisia plasmakalvon tunkeutumia monenlaisiin selkärankaisten soluihin , erityisesti endoteelisoluihin (joista ne löydettiin ensimmäisen kerran [1] ) , adiposyytit ja alveolosyytit tyyppi I (caveolae voi muodostaa 30-70 % näiden solujen kalvoista ) [2] . Caveolaen koostumus sisältää avainproteiinin - caveoliinin [3] sekä lipidejä , kuten kolesterolia ja sfingolipidejä . Caveolae osallistuu solujen signalointiin [4] , endosytoosiin , onkogeneesiin , soluinfektioon useiden patogeenisten bakteerien ja virusten kanssa [5] [6] [7] .
Caveolaen muodostumisen ja rakenteen ylläpitämisen huolehtii pääasiassa 21 kDa :n proteiinikaveoliini . Nisäkkäillä on kolme caveoliinia koodaavaa geeniä: Cav1 , Cav2 ja Cav3 [8] . Näillä proteiineilla on yhteinen topologia: ne ovat integroituja kalvoproteiineja, joissa on kaksi globulaarista domeenia , jotka on yhdistetty hiusneulan muotoisella hydrofobisella domeenilla, joka sitoo proteiinin plasmakalvon sytoplasmiseen puolelle. Lisäksi proteiini on ankkuroitu kalvoon kolmella palmitoyyliryhmällä , jotka liittyvät C-terminaaliseen globulaariseen domeeniin. Caveoliini sitoutuu kalvossa olevaan kolesteroliin aiheuttaen kalvon lipidikaksoiskerroksen, caveolaen, tunkeuman muodostumisen. Caveolit ovat epätavallisia lipidilauttoja : ne sisältävät sekä kalvolipidikerroksia, sytoplasmisen kerroksen, johon caveoliini sitoutuu, että ulospäin olevan kerroksen, joka on tyypillinen sfingolipidi-kolesterolilauta, jossa on GPI-ankkuroituja proteiineja [3] .
Caveolae osallistuu useisiin soluprosesseihin, mukaan lukien kalvon kuljetus ja soluvasteen muodostuminen ulkoiselle signaalille [3] . Yksi caveolaen tärkeimmistä tehtävistä on niiden osallistuminen endosytoosiin. Toisin kuin klatriini , COPI - ja COPII -vesikkelit, caveolaarinen invaginaatio ja lastin otto johtuu kalvon lipidikoostumuksesta eikä sytoplasmisen proteiinikuoren muodostamisesta. Saattaa olla, että caveoliinit osallistuvat lauttojen stabilointiin tietyillä kalvoproteiineilla. GTPaasi -dynamiini II välittää caveolien nauhoitusta plasmamembraanista; sen jälkeen kaveolat toimittavat sisältönsä joko kaveosomiin, erityiseen endosomin kaltaiseen osastoon, tai siirtävät sen transsytoosin aikana polaarisen solun vastakkaiseen päähän. Caveosomi voi sitten fuusioitua toisen kaveosomin tai ensisijaisen endosomin kanssa . Tällaisen endosytoosin kautta tapahtuu esimerkiksi albumiinin transsytoosi endoteelisolujen toimesta ja insuliinireseptorien sisäistäminen rasvasoluissa. On syytä huomata, että koska kaveoliinit ovat integraalisia kalvoproteiineja, ne eivät irtoa rakkuloista endosytoosin jälkeen , vaan ne kuljetetaan kohdeosastoihin , joissa ne esiintyvät kalvoproteiineina [1] . Lisäksi kaveosomit säilyttävät neutraalin pH :n ja niistä puuttuu varhaisille endosomeille tyypillisiä markkereita [8] [9] .
Insuliinin ja muiden kasvutekijöiden reseptorit sekä jotkin GTP :tä sitovat proteiinit ja proteiinikinaasit liittyvät transmembraaniseen signalointiin, joka näyttää olevan paikallinen lautoissa ja mahdollisesti kaveoloissa [3] . On osoitettu, että kaveoliinit voivat sitoa tiettyjä signalointimolekyylejä ja siten säädellä signaalin transduktiota. Caveolit osallistuvat myös kalvokanavien [ ja kalsiumin signalointireittien säätelyyn [9] .
Jotkut patogeenit voivat käyttää caveolia päästäkseen soluun, jolloin ne välttävät hajoamisen lysosomeissa . Jotkut bakteerit eivät kuitenkaan käytä vain yksittäisiä syvennyksiä, vaan kalvoalueita, joissa on runsaasti caveoleja. Tätä reittiä käyttäviä taudinaiheuttajia ovat SV40 -virus , polyoomavirus ja jotkut bakteerit, mukaan lukien jotkin Escherichia coli- , Pseudomonas aeruginosa- ja Porphyromonas gingivalis -kannat [9] .
Caveolit voivat olla mukana rasva-aineenvaihdunnan säätelyssä . Rasvasoluissa havaitaan korkea Cav1 - kaveoliiniekspressio . Caveoliini sitoutuu kolesteroliin, rasvahappoihin ja rasvapisaroihin ja osallistuu siten lipidiaineenvaihdunnan hallintaan [9] .
Lopuksi caveolae voivat toimia mekanosensoreina joissakin solutyypeissä. Erityisesti endoteelisoluissa ne osallistuvat verisuonten läpi kulkevan veren virtausnopeuden havaitsemiseen . Sileässä lihaksessa caveolin Cav1 osallistuu lihasten venymisen tunteen muodostumiseen [9] .
Useita caveolae-toiminnan estäjiä tunnetaan, mukaan lukien filipiini III, genisteiini ja nystatiini [8] .
| Solukalvon rakenteet | |
|---|---|
| Kalvon lipidit | |
| Kalvoproteiinit |
|
| Muut |
|