Программа курса по выбору «Фундаментальные и прикладные аспекты медицинской биотехнологии» (стр. 2 )

Нефибриллярные коллагены: IX, XII и XIV типы – так называемые коллагены с прерывистой тройной спиралью; ассоциация этих типов с фибриллярными коллагенами. Особенности структуры коллагена IX типа, взаимодействие с коллагеном II типа; роль в формировании гиалинового хряща и стекловидного тела глаза. Особенности экспрессии XII и XIV типов в ходе эмбрионального развития человека; близость к структуре IX типа, особенности ассоциации с коллагенами I и III типов.

IV, VIII и X типы коллагенов – способны образовывать структуры типа “сетей”. Структура VIII типа; роль несовершенных последовательностей в сетеобразовании. Десцеметова мембрана ретины глаза. Структура X типа. Паттерн экспрессии. Образование гексагональных решеток при эндохондральном окостенении; устойчивость к коллагеназам. Структура IV тип - молекулярного маркера базальных мембран. VI тип; особенности структуры; способность образовывать филаментоподобные структуры типа «четок»; RGD-последовательности; их возможная роль. Особенности экспрессии; изоформы VI типа коллагена в различных тканях. Возможная роль коллагена VI типа в организации ЭцМ. Изменение уровня экспрессии VI типа коллагена при фиброзных изменениях различной этиологии; остеохондрозах; при синдроме Дауна, при синдроме рыхлой кожи.

Базальная мембрана

Базальная мембрана – высокоспециализированный ЭцМ. Продукция базальных мембран эпителиями, мезенхимой и ее производными, эндотелием, скелетной, гладкой и сердечной мускулатурой. Роль базальных мембран в ходе эмбрионального развития и в поддержании структурной целостности и функциональных особенностей тканей в постнатальный период. Соотношение компонентов в составе базальных мембран; типоспецифичность базальных мембран. Базальная меммбрана – как адгезионная платформа для клетки; роль в движении клеток и их распластывании. Роль базальных мембран в ходе воспаления, ранозаживления, неоваскуляризации. Устойчивость базальных мембран к протеолитической деградации. Роль в предотвращении метастазирования.

Просвечивающая и электронная микроскопия структуры базальных мембран. Особенности организации базальных мембран в различных тканях и органах. Два слоя базальных мембран с различной плотностью – Lamina lucida и Lamina densa. Роль базальных мембран в поддержании цитоархитектоники тканей и их функциональной гетерогенности.

Самосборка базальной мембраны из «протомеров»; состав протомера – коллаген IV типа, ламинин, нидоген/энтактин, протеогликаны. Взаимодействие протомеров и два этапа возникновения супрамолекулярной архитектоники базальной.

Коллаген IV типа. Особенность структурной организации молекулы - неотщепление NH2 - и COOH-терминальных пропептидов. Чередование спирализованных и неспирализованных участков в молекуле - основа структурной “рыхлости” филаментов коллагена IV типа. Самосборка молекул коллагена IV типа, роль цистеиновых остатков COOH-концевых участков; NH2 –концевые домены определяют антипараллельный характер укладки молекул в ди-, три - и тетрамерные структуры, которые способны путем латеральных взаимодействий образовывать сетчатоподобные структуры. Сеть, образованная коллагеном IV типа, - структурная основа базальной мембраны. Доменная структура молекул коллагена IV типа, его способность взаимодействовать с ламинином, протеогликанами, нидогеном и клетками. Гены коллагена IV типа, локализация, особенности структуры и активации генов.

Ламинин - высокоадгезионный гликопротеидный компонент базальных мембран. Присутствие (количественное) ламинина в различных типах базальных мембран определяет их структурные и функциональные особенности. Доменная организация ламинина. Характеристика каждой из трех полипептидных цепей молекулы ламинина: В1, В2 и А. Локализация и роль S-S-связей в образовании крестообразной структуры молекулы ламинина. Домены IV и VI типов - мелкие глобулярные домены, их роль. Домены III и V типов – прутикоподобные, их роль. I и II типы доменов COOH-концов цепей. спиральная структура, большой глобулярный домен А-цепи. Гликозилирование ламинина, сайты связывания с олигосахаридными цепями. Транскрипционный контроль продукции каждого типа цепей ламинина в клетке. Способность ламинина к олигомеризации, роль глобулярных доменов коротких плеч в этом процессе. Локализация сайтов связывания в молекуле ламинина с коллагеном IV типа. Роль нидогена в инициации связывания этих двух молекул. Изоформы ламинина in vivo. Отсутствие А-цепи в молекуле ламинина у Шванновских клеток и в матриксе ранних эмбрионов млекопитающих, а также при продукции базальных мембран нефрогенной мезенхимой в морфогенезе почек. Сайты связывания ламинина с клеткой, их локализация. Зависимость авидности связывания интегриновых рецепторов от структуры ламинина.

Нидоген/энтактин – гликопротеин, образующий прочный комплекс с молекулой ламинина. Структура молекулы; доменная организация; локализация сайтов связывания с ламинином и клеткой. Соотношение ламинин-нидоген в базальной мембране. Сайты связывания нидогена с коллагеном III типа; возможный механизм. Инициация связывания молекул ламинина с коллагеном IV типа и нидогеном. Отсутствие сайтов связывания у молекулы нидогена с гепарином и протеогликанами.

Протеогликаны и гликозаминогликаны базальной мембраны. Гепарансульфатпротеогликаны (ГСПГ) – доминирующий из протеогликанов компонент базальной мембраны. ГСПГ высокой и низкой плотности; их распространенность, соотношение и особенности связывания с ламинином, фибронектином и коллагеном IV типа.

Структура кора низкоплотного ГСПГ. Биологические свойства гепарина и гепарансульфата, входящих в состав ГСПГ; их роль в связывании с молекулой ламинина. Гепарансульфат – уникальный накопитель в ЭцМ фибробластного фактора роста (FGF); роль FGF и базальных мембран в ангиогенезе; роль активного гепарина или гепариназы в высвобождении с последующей активацией FGF.

Коллаген VII типа, структура, особенности доменной организации. Димеризация коллагена VII типа и сборка сети «заякоривающих фибрилл»; локализация сайтов связывания с коллагеном IV типа. Роль сети «заякоривающих фибрилл» во взаимодействии с коллагеном I типа и в дополнительном механическом укреплении базальной мембраны.

Современная модель организации и сборки базальной мембраны (Yurchenco P. и Schittny J. C., ).

Фибронектин – важнейший класс адгезивных гликопротеинов ЭцМ. Распространенность фибронектина в царстве животных. Три формы фибронектина млекопитающих: растворимая, клеточноповерхностная и матриксная. Краткая история изучения фибронектина – результаты исследований Carl G. Gamberg и Sen-itiroh Hakomori, и происхождение названия “фибронектин”, открытие поверхностного фибронектина Erkki Ruoslahti и Antti Vaheri, и открытие Irwin I. Singer по взаимодействию матриксного фибронектина через специфичные рецепторы - интегрины на плазматической мембране клетки с актиновыми филаментами; открытие D. R.Critchly, M. A.England (Великобритания) и B. W.Mayer, E. D.Hay (США) на модели раннего развития цыпленка, что фибронектин играет ведущую роль в миграции клеток; J. P.Thiery (Франция) – доказательство того, что фибронектин не только «рельсы» для мигрирующих клеток нервного гребня, и что локальные изменения концентрации фибронектина играют роль субстрата позиционных сигналов мезенхимы для остановки мигрирующих клеток и начала формирования периферических ганглиев. Информационная роль матриксного фибронектина; влияние на форму, поведение и дифференцировку клеток; участие в направленной миграции клеток при ранозаживлении; роль в агрегации тромбоцитов и формировании кровяного сгустка. Структура димера фибронектина. Модель образования фибрилл матриксного фибронектина. Шесть глобулярных доменов, из которых построена субъединица; три типа коротких повторов, из различного сочетания которых построены домены. Функциональные различия трех типов повторов по способности связывания с различными лигандами. Многофункциональность молекулы фибронектина: первый домен отвечает за связь с гепарансульфатом и фибрином; второй – с коллагенами, III и IV домены – за взаимодействие с интегринами поверхности клеток, V домен – с гепарансульфатом, VI домен – с фибрином.

Положение сайтов сплайсинга в молекуле фибронектина. Варианты альтернативного сплайсинга большой ядерной мРНК фибронектина – основной механизм возникновения многообразия форм фибронектина на примере плазменного и матриксного фибронектина, варианты возникновения фибронектина, отвечающего за взаимодействие с иммунными лимфоцитами. Особенности экзон-интронной организации гена фибронектона млекопитающих. Возможная роль различных вариантов фибронектина, продуцируемых разными типами клеток. Особенности взаимодействия фибронектина с фибриллярными коллагенами, ассоциированными с различными протеогликанами. Роль рецепторов фибронектина во взаимодействии клеток с различными по составу внеклеточными матриксами, продуцируемыми раличными типами клеток. Формирование сайтов фокальной адгезии и фокальных контактов клетки с внеклеточным матриксом; участие RGD-последовательности IV домена и роль III домена в этом процессе. Сравнение доменной организации двух важнейших адгезионных гликопротеинов – фибронектина и ламинина.

Протеогликаны и гиалуроновая кислота

Протеогликаны и гиалуроновая кислота– важнейшие компоненты ЭцМ. Распространение в царстве животных. Сравнение химического состава, размеров и молекулярных масс олигосахаридов, протеогликанов и гликопротеинов.

Структура протеогликанов: белковый кор и гликозаминогликаны. Структура гликозаминогликанов; дисахаридные компоненты, образованные аминосахарами (D-глюкозамином и D-галактозамином); сульфатированность аминосахаров; второй компонент – уроновые кислоты (L-глюкуроновая и L-идуроновая). Три типа связи полисахаридов с полипептидной цепью (кором) протеогликанов. Роль шероховатой эндоплазматической сети и аппарата Гольджи в синтезе и процессинге протеогликанов. Роль нуклеотидсахаров в процессе элонгации полисахаридных цепей. Химические модификации полисахаридных цепей – включение сульфатных групп, эпимеризация.

Структура семи типов гликозаминогликанов – хондроитин-6-сульфата, кератансульфата, хондроитин-4-сульфата, гепарансульфата, гепарина, двух форм дерматансульфата. Различия гликозаминогликанов по составу мономеров, гликозидным связям и числу сульфатных заместителей. Гликозаминогликаны – это полианионы; функциональные свойства гликозаминогликанов и их роль в создании высокоотрицательной по заряду среды в ЭцМ и поддержании равновесной среды в ЭцМ. Участие протеогликанов в создании в ЭЦМ гелей с различным размером пор и различной плотностью зарядов; роль как биологических фильтров.

Гиалуроновая кислота; уникальность структуры; состав дисахарида: глюкуроновая кислота и N-ацетилглюкозамин. Возникновение конформации «рыхлого клубка»; положение отрицательно заряженных карбоксильных групп. Размеры молекулы. Химическая основа гидрофильности гиалуроновой кислоты; гиалуроновая кислота – обязательный компонент большинства изученных ЭцМ и основа создания гидратированного геля в матриксе. Механическая роль гиалуроновой кислоты в создании давления набухания (тургора), в соединительнотканном матриксе. Регулирующее влияние клеток и коллагена матрикса в регуляции тургора. Участие гиалуроновой кислоты в ингибировании межклеточной адгезии и в инициации миграции клеток на примере морфологичесикх изменений в склеротомах; контролирующая роль гиалуронидазы в этих процессах.

Протеогликаны клеточной поверхности; особенности и типы заякоривания в плазматической мембране. Роль различных протеогликанов, представленных на поверхности клетки: механическая, регуляторная, «санитарная», метаболическая, информационная, рецепторная. Представленность на поверхности сходных типов клеток одного типа корового белка, связанного с определнным типом олигосахаридных цепей; исключения из этого правила. Различные типы клеток содержат различные по молекулярной массе и структуре коровые белки, связанные с различными по составу гликозаминогликанами; возможная роль таких различий. Эндоцитоз матриксных и связанных с плазматической мембраной протеогликанов; роль специфической по структуре группы протеогликанов, встроенных в плазматическую мембрану. Вовлеченность клеточно-поверхностных протеогликанов в межклеточные взаимодействия, влияние гепарансульфатпротеогликанов клеточной поверхности на конформационные изменения N-CAM. Самоассоциация гепарансульфатпротеогликанов; роль в кластеризации протеогликанов клеточной поверхности; значение этого явления для распластывания клеток, мигрирующих в очаг воспаления. Роль гепарансульфатпротеогликана в контроле клеточного роста; высокое сродство фибробластного фактора роста к этому типу протеогликанов; роль в морфогенезе капилляров.

Особенности взаимодействия гепарансульфат - и хондроитин-4-сульфат-протеогликанов с липопротеинами плазмы крови. Роль хондроитин-4-сульфата в возникновении пенистых клеток из макрофагов сосудистой стенки в атерогенезе. Роль хондроитин-4-сульфата в оседании в матриксе рыхлой соединительной ткани гранулоцитов, лимфоцитов и NK-клеток; взаимодействие хондроитин-4-сульфат-протеогликана клеточной поверхности с растворимыми коллагенами I и III типов и эластином матрикса.

Протеоглаканы хрящевой ткани; структура и молекулярная организация; роль гиалуроновой кислоты; нековалентное присоединение хондроитинсульфат - и кератинсульфат-протеогликана; участие и роль линкерных белков. Молекулярная организация матрикса хрящевой ткани – основа ее уникальных свойств. Гепарин. Уникальность первичной структуры белкового кора гепарина. Химический состав олигосахаридных цепей; высокий отрицательный заряд гепарина. Особенности взаимодействия гепарина с факторами свертывания крови IX иXI. Антикоагулянтная активность гепарина; взаимодействие с 2 –гликопротеином плазмы крови, или антитромбином III; влияние образованного комплекса на активность тромбина. Роль взаимодействия гепарина с липопротеинлипазой на капиллярной стенке; роль в поддержании нормального кровотока в сосудах малого диаметра.

Клеточная адгезия и ее типы

Исследования J. Holfreter () и A. Moscona (1952) по диссоциации и агрегации клеток зародышей амфибий и птиц; гипотеза о существовании специфических клеточно - поверхностных молекул адгезии, обуславливающих гомо - и гетеротипическое узнавание клеток и их роль в поддержании целостности клеточных пластов или тканей. Открытие двух типов (классов) молекул адгезии - мембранных рецепторов: (1) рецепторов, обуславливающих связь клетки с экстрацеллюлярным матриксом; (2) рецепторов, отвечающих за гомо- и гетеротипическое узнавание между клетками. Четыре основных семейства молекул адгезии: иммуноглобулиноподобное суперсемейство, семейство кадгеринов, суперсемейство интегринов и семейство селектинов.

Иммуноглобулиноподобное суперсемейство

Общая структурная организация трансмембранных белков этого суперсемейства. Сходство экстрацеллюлярного домена с С-доменом молекулы иммуноглобулинов. Одно - и двухсубъединичные рецепторы: из двух b - субъединиц - семейство рецепторов Т-клеток: CD3, CD4, CD8, MHC класс I, MHC класс II; из одной b - субъединицы - семейство N-CAM, семейство ICAM-VCAM.

Семейство N-CAM (от англ. neural cells adhesion molecule); представитель N-CAM - прототип этого семейства. Исследования C. Edelmann и сотр (1972) - N-CAM вовлечен в межклеточную адгезию при росте и дифференцировке нервной ткани. Первичная структура N-CAM, клонирование гена N-CAM. Структура N-CAM. Изобилие изоформ N-CAM у птиц и млекопитающих; ген N-CAM; "эмбриональные" и "взрослые" N-CAM. Разнообразие цитоплазматических участков N-CAM и особенности их взаимодействия с плазматической мембраной клетки; взаимодействие с кортикальными актиновыми филаментами. Различия в степени гликозилирования экстрацеллюлярных доменов N-CAM; роль полисиаловых цепей в модификации адгезивных свойств N-CAM. N-CAM обуславливает кальций-независимую гомотипическую адгезию клеток; ведущая роль домен-домен взаимодействий внеклеточного участка молекулы, сходство с взаимодействием иммуноглобулинов. Роль гепарансульфатпротеогликанов во взаимодействиях N-CAM. Важнейшие функции N-CAM при формировании синапсов, в морфогенезе эктодермы и части производных мезодермы в развитиии нервной системы. Особенности экспрессии эмбриональных и взрослых N-CAM; эксперименты J. P.Thiery, доказывающие смену экспрессии типов N-CAM в эмбриогенезе цыпленка и участие фибронектина матрикса и N-CAM и Ng-CAM в формировании спинальных ганглиев. Другие представители семейства N-CAM.

MAG (от англ. Myelin-associated glycoprotein); гомотипическая молекула адгезии; структура MAG, экспрессия MAG олигодендроцитами и ее связь с процессом миелинизации. Особенности взаимодействия MAG с элементами экстрацеллюлярного матрикса. Выявление аутоантител к MAG при некоторых видах периферических невропатий.

Ng-CAM, или L1 (от англ. neuralglial cells adhesion molecule), участвует в гомотипическом узнавании нейрон-нейрон и гетеротипическом – нейрон-глия, а также в фасцикуляции нейронов. Особенности доменной структуры: наличие фибронектиновых повторов, присутствие RGD-последовательностей и иммуноглобулиновых повторов. Структура экстрацеллюлярного участка позволяет Ng-CAM участвовать в большом числе разноообразных процессов роста и дифференцировки нервной ткани.

Семейство ICAM-VCAM Семейство включает ICAM-1,-2,-3 (от англ. intercellular adhesion molecule-1,-2,-3) и VCAM-1 (от англ. vascular cells adhesion molecule-1). Близость структуры ICAM-VCAM к молекуле N-CAM. Сравнение доменной организации экстрацеллюлярной части ICAM-1,-2,-3 и VCAM-1: разная степень гликозилирования; участие домена D1 во взаимодействии с лигандом (контррецептором); мутации, возникновение которых в экстрацеллюлярных участках ICAM приводит к отмене адгезивных свойств молекул. Варианты альтернативного сплайсинга мРНК VCAM-1. IL-1, TNF- и INF-g - индукторы экспрессии ICAM-VCAM. Особенности экспрессии ICAM-1,-2,-3 и VCAM-1 фибробластами, гладкомышечными и эндотелиальными клетками в нормальных тканях в пре - и постнатальном онтогенезе, а также при остром и хроническом воспалении и при иммунном ответе. Молекулы ICAM-VCAM участвуют в гетеротипическом узнавании; различные интегрины – это лиганды, или контррецепторы молекул ICAM-VCAM; особенности экспрессии интегринов клетками гематогенного происхождения. Различия в тканевой экспрессии ICAM-VCAM у млекопитающих обеспечивает согласованный ответ организма на воспаление и иммунный ответ.

Суперсемейство кадгеринов

Суперсемейство кадгеринов – это гомотипические молекулы адгезии, осуществляющие адгезию только в присутствии ионов Ca2+ . Два семейства этого суперсемейства: первое – кадгерины, второе – кадгерины десмосом. Семейство кадгеринов включает более 14 близкородственных молекул; наиболее изучены – E-, P-, и N-кадгерин; характеристика каждой из молекул адгезии; особенности экспрессии в пре - и постнатальном онтогенезе млекопитающих и птиц. Эксперименты Edelmann (1987), Jacob (1988), Takeihi (1987), показавшие ведущую роль кадгеринов в морфогенезе эпителиев зародыша человека и млекопитающих. Доменная организация трансмемдранного кадгеринового рецептора. Степень гомологии внеклеточного участка E-, P-, и N-кадгеринов. Димеризация кадгериновых рецепторов. Модель “одежной молнии”, объясняющая структуру межклеточных контактов при участии кадгериновых рецепторов. Полная гомология цитоплазматических участков; ассоциация этих участков с актиновым цитоскелетом через специальную группу белков – катенины. , и катенины; структура, особенности экспрессии; роль каждого из катенинов в образовании ассоциата цитоплазматического участка кадгеринового рецептора с актиновыми филаментами. Влияние эпидермального фактора роста (EGF) на фосфорилированиекатенина через активацию c-src, c-yes; катенин (плакоглобин) – обязательный компонент структурных белков десмосом; взаимодействие плакоглобина с цитокератиновыми филаментами. Современные представления о роли каждого из катенинов в образовании специализированных контактов между эпителиальными клетками: апикального опоясывающего комплекса (zonula adherens и zonula occludens), латеральных контактов и настоящих десмосом (zona macula adherens). Отвечают ли комплексы кадгерин/катенины за развитие полярности эпителиальной клетки? Представление о кадгеринах как о поверхностных рецепторах, вовлеченных в передачу сигнала в клетку. Роль так называемого «X-белка» (предположительно одного из членов семейства АРС-белков) в комплексе кадгерин/катенины – X-белок – актиновые филаменты.

Второе семейство – рецепторы адгезии в десмосомах – десмоглеины и десмоколлины; наличие изоформ у обоих белков; паттерны экспрессии изоформ; взаимодействие десмосомных кадгеринов с катенином (плакоглобином) или десмоплакином. Фенотипические проявления некоторых генетически-наследуемых аутоиммунных заболеваний, связанных с мутациями генов десмоглеинов и нарушением структуры десмосом. Ведущая роль кадгеринов/катенинов в сохранении целостности и поддержании полярности различных типов эпителиев в постнатальном онтогенезе. Кадгерины и рак.

Суперсемейство интегринов

Интегрины – поверхностные гликопротеины клетки, являющиеся рецепторами белков экстрацеллюлярного матрикса, или же выступающие как контррецепторы при взаимодействии с другими клетками. Интегрины - важнейший структурно-регуляторный компонент в инициации сборки фокальных контактов и фокальной адгезии. Роль интегринов в заякоривании клеток на внеклеточном матриксе; их значение для миграции и распластывании клеток на субстрате; роль в передаче информации от матрикса в клетку, влияние на рост, пролиферацию и дифференцировку клетки. Интегрины – непосредственные участники важнейших биологических процессов –иммунных, воспаления и посттравматического восстановления тканей, тромбообразования, поддержания гомеостатического состояния тканей; участие в процессах онкогенеза.

Структура интегринового рецептора; особенности доменной организации a - и b-субъединиц; особенности экстрацеллюлярного, трансмембранного и цитоплазматического участков рецептора. Нековалентное взаимодействие a - и b-субъединиц рецептора; положение лиганд-связывающего сайта; роль цистеиновых остатков в b-субъединице; остатки тирозина как потенциальные сайты фосфорилирования у некоторых b-субъединиц; Ca2+- и Mg2+-связывающие сайты a-субъединиц и роль ионов Ca2+ во взаимодействии с лигандом. Разнообразие a-субъединиц (16) и b-субъединиц (8 и более). 20 и более различных типов интегринов млекопитающих. Деление суперсемейства на семейства b-1, b-2, b-3, b-4, b-5, b-6 и b-7 интегринов. Взаимодействие интегринового рецептора через b-субъединицу с актиновым цитоскелетом; участие актин-связывающих белков – талина, винкулина и др., а также некоторых тирозинпротеинкиназ во взаимодействии интегриновых рецепторов с цитоскелетом клетки. Роль RGD-последовательности, представленной в важнейших адгезионных белках матрикса – фибронектине, ламинине, коллагенах, витронектине и некоторых других, в распознавании лиганда b-субъединицей рецептора. Модель т. наз. «b-пропеллера», образуемого лиганд-связывающим участком. Активация интегринового рецептора; роль процессов ди - и олигомеризации рецепторов; конформационные изменения рецептора, вызванные активацией; интегриновый сигнал в клетку; возможные участники начальных этапов передачи сигнала – FAK-киназа, MAP-киназы, c-src-киназа, рр60-киназа, малые ГТФфзы семейства rho. Влияние интегринового сигнала на перестройку актинового цитоскелета кортекса и цитоплазмы и инициацию сборки сайтов адгезии. Аффинность интегриновых рецепторов. Моно - и полиспецифичность интегриновых рецепторов в распознавании и связывании с лигандом или лигандами ЭцМ. Многообразие типов интегриновых рецепторов, представленных на поверхности клетки; ансамбли интегринов как отражение стерени дифференцированности клеток; различия в аффинности связывания; взаимодействие с различными изоформами лигандов; возможная биологическая роль. Интегрины – как контррецепторы (лиганды) молекул адгезии ICAM-VCAM при гетеротипическом взаимодействии клетка-клетка. Регуляция экспрессии интегриновых молекул в пре - и постнатальном онтогенезе. Характеристика семейств b1-, b2-, b3-, b4- интегринов и их роль в биологических процессах.

Суперсемейство селектинов

Семейство высокогликозилированных адгезионных белков клеточной поверхности, впервые идентифицированных на лимфоцитах, эндотелиальных клетках и активированных тромбоцитах: L-селектин (хоминг-рецептор), E-селектин (ELAM), P-селектин (GMP-140, или PADGEM). Структура доменов трех типов селектинов: присутствие на NH2-конце молекул лектинового домена и следующих за ним различного числа аминокислотных последовательностей, характерных для комплемент-связывающих белов; трансмембранный и цитоплазматический участки; роль каждого из участков в молекуле селектина в осуществлении ее функций. Структура лиганда – сиалил-Lewisx (CD15S) – общего для всех селектинов; экспрессия этого антигена на гранулоцитах, моноцитах и некоторых миелоидных лейкемических клетках. Селектины-типичные представители молекул адгезии, участвующие в гетеротипическом узнавании между некоторыми типами клеток крови и эндотелием; уникальная роль селектинов в адгезии клеток крови на эндотелий, осуществляемая в потоке крови; вовлеченность Е - и Р-селектинов эндотелия в этапы адгезии лейкоцитов на эндотелий и их проникновение в очаг воспаления; Е-селектины и т. наз.. “rolling” лейкоцитов по поверхности эндотелия; Р-селектины и их роль в более прочном связывании лейкоцитов с эндотелием; роль медиаторов воспаления в усилении экспрессии Р-селектина на эндотелии; активация адгезированного нейтрофила хемотактическими агентами. Усиление экспрессии интегриновых рецепторов b1, b2 и b7 семейств на активированных нейтрофилах и их контррецепторов на эндотелии - ICAM-1, -2, -3, VCAM-1. Механизм миграции нейтрофилов, моноцитов и лимфоцитов в очаг воспаления. Высокая эволюционная специализация селектинов. Примеры других возможных функций селектинов.

Факторы роста клеток, или цитокины.

Обмен информацией клеток многоклеточного организма друг с другом необходим для регуляции своего развития, организации в ткани, контроля процессов роста и деления, а также для координации функций. Три способа взаимодействия клеток животных осуществляются: (1) путем выделения клетками химических веществ (сигнальных молекул), действующих на некотором расстоянии или в непосредственной близи от секретирующей клетки; (2) при непосредственном физическом контакте клеток за счет сигнальных молекул, связанных с плазматическими мембранами; (3) через щелевые межклеточные контакты.

Три формы сигнализации с помощью секретирующих молекул: эндокринная, паракринная и синаптическая. Запрограммированность ответа каждой клетки на специфическую комбинацию сигнальных молекул. Селективность ответа клетки на внешние сигналы является продуктом их дифференцировки. Специализированные белки, называемые рецепторы, связывающие определенную внеклеточную сигнальную молекулу, инициируют ответ клетки. Три класса поверхностных рецепторов: рецепторы, образующие ионные каналы, рецепторы, сопряженные с G-белками и каталитические рецепторы. Характеристика механизмов каждого из трех классов этих рецепторов. Важнейшие внутриклеточные посредники или внутриклеточные медиаторы – циклический AMP (cAMP) и Ca2+. Действие внутриклеточных посредников на поведение белков-мишеней в клетке. Разнообразие белков-мишеней. Сравнение различных путей генерирования сигналов с образованием вторичных посредников во всех типах животных клеток при взаимодействии их рецепторов с лигандами; лиганды, влияющие на изменение внутриклеточного содержания c-AMP, сопряжение рецепторов с аденилатциклазой через Gs –белок; путь, наиболее распространенный у эукариот, – сопряжение активированного рецептора через инозитолфосфат с высвобождением Ca2+ из внутриклеточных хранилищ; роль фосфоинозитидов в передаче сигнала; роль активированного рецептора в активации фосфоинозитид-специфической фосфолипазы С; роль этого фермента в образовании из фосфотидилинозитолбифосфата (PIP2 ) двух важнейших продуктов – инозитолтрифосфата (InsP3 или IP3) и диацилглицерола. Роль InsP3 в повышении внутриклеточного содержания ионов Ca2+; диацилглицерол - активатор протеинкиназы С (С-киназа); зависимость активности С-киназы от Ca2+ . Каскад фосфорилирований ряда регуляторных (протеинкиназы) и структурных белков с различными функциями в клетке-мишени. Участие активированной С-киназы в усилении транскрипции определенных генов; предполагаемый механизм участия.

Полипептидные факторы роста, их роль в прямом или опосредованном действии на скорость роста, пролиферацию или дифференцировку эукариотических клеток. Следствие тканевого разнообразия многоклеточных - появление большого разнообразия факторов роста, обеспечивающих коммуникативные взаимодействия как в однородных клеточных популяциях, так и в межтканевых взаимодействиях, что обеспечивает скоординированность процессов роста и пролиферации клеток в ходе формирования тканей и органов; поддержание их стабильности; интегративный контроль работы физиологических систем. Молекулярная природа биологической активности факторов роста. Отличие полипепетидных факторов роста от классических гормонов. Типы факторов роста. Индукция и продукция клеткой фактора(ов) роста. Паракринный и аутокринный механизм действия факторов роста. Относительность деления факторов роста на факторы компетенции и прогрессии. Связывание фактора роста с поверхностными рецепторами клетки.

Рецепторы факторов роста относятся к типу каталитических поверхностноклеточных рецепторов. Пять классов каталитических белков-рецепторов; большинство из них относится к классу гликопротеинов с тирозин-специфической протеинкиназной активностью, однократно пронизывающих мембрану. Структура этого типа рецепторов; особенности структурной организации внеклеточного и цитоплазматического (киназного) доменов. Активация этого типа рецепторов – связь димеризации и аутофосфорилирования тирозиновых остатков в цитоплазматическом домене рецептора. Роль лигандов в разнообразии механизмов димеризации рецепторов различных факторов роста. Активированные каталитические рецепторы связываются в различных комбинациях с сигнальными белками в клетках-мишенях, что обеспечивает различия в клеточном ответе на действие одного и того же лиганда. Роль SH2- и SH3-доменов сигнальных цитозольных белков во взаимодействии с киназным доменом рецептора. Структура SH2- и SH3-доменов. Разнообразие типов сигнальных белков. Короткий путь передачи сигнала при взаимодействии лиганда с рецептором приводит к активации протеинкиназы С. Примеры того, как активация в клетке-мишени сигнальных белков - фосфолипазы С и протеинкиназы А в сопряжении с протеинкиназой С приводит к быстрому и мощному ответу клетки на действие сигнальной молекулы.