В молекулярной биологии кавеолины представляют собой семейство интегральных мембранных белков , которые являются основными компонентами мембран кавеол и участвуют в рецептор-независимом эндоцитозе . [1] [2] [3] Кавеолины могут действовать как каркасные белки внутри кавеолярных мембран путем компартментализации и концентрации сигнальных молекул. Они также вызывают положительную (внутри) кривизну мембраны посредством олигомеризации и вставки шпильки. Различные классы сигнальных молекул, включая субъединицы G-белка , рецепторные и нерецепторные тирозинкиназы , эндотелиальную синтазу оксида азота (eNOS) и малые GTPases , связывают Cav-1 через его «кавеолин-каркасный домен».
Семейство генов кавеолина у позвоночных включает три члена : CAV1, CAV2 и CAV3, кодирующие белки кавеолин-1, кавеолин-2 и кавеолин-3 соответственно. Все три члена представляют собой мембранные белки со схожей структурой. Кавеолин образует олигомеры и связывается с холестерином и сфинголипидами в определенных участках клеточной мембраны , что приводит к образованию кавеол .
Кавеолины имеют сходную структуру. Все они образуют петли-шпильки, которые встраиваются в клеточную мембрану. И С-конец , и N-конец обращены к цитоплазматической стороне мембраны. Существует две изоформы кавеолина-1: кавеолин-1α и кавеолин-1β, у последнего отсутствует часть N-конца.
Кавеолины обнаружены в большинстве прикрепившихся клеток млекопитающих .
Функции кавеолинов все еще находятся под интенсивным исследованием. Они наиболее известны своей ролью в формировании инвагинаций плазматической мембраны размером 50 нанометров , называемых кавеолами. Олигомеры кавеолина образуют оболочку этих доменов. Клетки, в которых отсутствует кавеолин, также лишены кавеол. Этим доменам приписывают множество функций, начиная от эндоцитоза и трансцитоза и заканчивая передачей сигналов .
Также было показано, что кавеолин-1 играет роль в передаче сигналов интегрина . Тирозин - фосфорилированная форма кавеолина-1 колокализуется с фокальными спайками , что указывает на роль кавеолина-1 в миграции . Действительно, снижение уровня кавеолина-1 приводит к менее эффективной миграции in vitro .
Генно-инженерные мыши, у которых отсутствует кавеолин-1 и кавеолин-2, жизнеспособны и плодовиты, что показывает, что ни кавеолины, ни кавеолы не играют существенной роли в эмбриональном развитии или воспроизводстве этих животных. Однако у нокаутных животных действительно развиваются аномальные гипертрофические легкие и сердечная миопатия, что приводит к сокращению продолжительности жизни. Мыши, лишенные кавеолинов, также страдают от нарушений ангиогенных реакций, а также аномальных реакций на сосудосуживающие стимулы. У рыбок данио недостаток кавеолинов приводит к эмбриональной смертности , что позволяет предположить, что у высших позвоночных (на примере мышей) развилась компенсация или избыточность функций кавеолинов.
Кавеолины играют парадоксальную роль в развитии этого заболевания. Они участвуют как в подавлении опухолей , так и в онкогенезе . [4] Высокая экспрессия кавеолинов приводит к ингибированию путей, связанных с раком, таких как сигнальные пути факторов роста . Однако было показано, что некоторые раковые клетки, экспрессирующие кавеолины, являются более агрессивными и метастатическими из-за потенциального роста, независимого от прикрепления.
Считается, что кавеолины играют важную роль в развитии атеросклероза. [5] Кроме того, кавеолин-3 связан с синдромом удлиненного интервала QT . [6]
Кавеолин-3 участвует в развитии некоторых типов мышечной дистрофии ( мышечная дистрофия конечностей ). [7]