Ламеллиподий ( мн. ч .: lamellipodia ) ( от лат. lamella , связанного с lamina , «тонкий лист», и греческого радикала pod- , «нога») представляет собой цитоскелетный белок актина , выступающий на переднем крае клетки . Он содержит квазидвумерную актиновую сетку; вся структура продвигает клетку по субстрату. [1] Внутри ламеллиподий находятся ребра актина, называемые микрошипами , которые, когда они выходят за пределы границы ламеллиподия, называются филоподиями . [2] Ламеллиподий рождается в результате зарождения актина в плазматической мембране клетки [1] и является первичной областью включения актина или образования микрофиламентов клетки.
Ламеллиподии встречаются в основном во всех подвижных клетках, таких как кератиноциты рыб и лягушек, которые участвуют в быстром заживлении ран . Ламеллиподии этих кератиноцитов позволяют им двигаться со скоростью 10–20 мкм/мин по эпителиальным поверхностям. Отделившись от основной части клетки, ламеллиподия все еще может свободно ползать сама по себе.
Ламеллиподии являются характерной особенностью передней, ведущей кромки подвижных клеток. Считается, что они являются фактическим двигателем, который тянет клетку вперед в процессе миграции клеток . Кончик ламеллиподии является местом, где происходит экзоцитоз в мигрирующих клетках млекопитающих как часть их опосредованного клатрином эндоцитозного цикла . Это, вместе с полимеризацией актина там, помогает расширить ламеллу вперед и, таким образом, продвинуть фронт клетки. Таким образом, он действует как направляющее устройство для клеток в процессе хемотаксиса . Это также место, из которого частицы или агрегаты, прикрепленные к поверхности клетки, мигрируют в процессе, известном как образование колпачка .
Структурно зазубренные концы микрофиламентов (локализованные мономеры актина в форме, связанной с АТФ ) обращены к «ищущему» краю клетки, в то время как заостренные концы (локализованные мономеры актина в форме, связанной с АДФ ) обращены к пластинке позади. [4] Это создает беговую дорожку по всему ламеллиподию, что способствует ретроградному потоку частиц по всему ламеллиподию. [4] Комплексы Arp2/3 присутствуют в соединениях микрофиламент-микрофиламент в ламеллиподиях и помогают создавать актиновую сетку. Arp2/3 может присоединяться только к ранее существующим микрофиламентам, но после связывания он создает сайт для расширения новых микрофиламентов, что создает разветвление. [5] Другая молекула, которая часто встречается при полимеризации актина с Arp2/3, — это кортактин , который, по-видимому, связывает сигнализацию тирозинкиназы с реорганизацией цитоскелета в ламеллиподии и связанных с ней структурах. [5]
Rac и Cdc42 — это две ГТФазы семейства Rho , которые обычно являются цитозольными , но при определенных условиях могут также обнаруживаться в клеточной мембране. [2] Когда Cdc42 активируется, он может взаимодействовать с рецепторами семейства белков синдрома Вискотта-Олдрича (WASp), в частности N-WASp , который затем активирует Arp2/3. Это стимулирует ветвление актина и увеличивает подвижность клеток . [2] Rac1 побуждает кортактин локализоваться на клеточной мембране, где он одновременно связывает F-актин и Arp2/3. Результатом является структурная реорганизация ламеллиподии и последующая подвижность клеток. [5] Rac стимулирует ламеллиподию, в то время как cdc42 стимулирует филоподию. [6]
Белки Ena/VASP находятся на переднем крае ламеллиподий, где они способствуют полимеризации актина, необходимой для ламеллиподиального выпячивания и хемотаксиса. Кроме того, Ena/VASP предотвращает действие кэппинг-белка , который останавливает полимеризацию актина. [7]