Zell-Zell-Verbindungen
Der einfachste Weg der Bildung eines Gewebes besteht in der selektiven
Adhäsion der sich neu bildenden Zellen aneinander oder an einer
spezifischen Cytoskelettstruktur.
Eine ,,feinere`` Ordnung der Zellen - etwa in Schichten, wie
dies in der Haut der Fall ist wird von Zelladhäsionsmolekülen, den
CAMs vermittelt. Diese kann man in eine calciumabhängig und eine
caliciumunabhäbgige Klasse unterteilen.
Die Cadherine sind für die calciumabhängige Zell-Zell-Adhäsion
verantwortlich. Die Cadherine sind scheinbar die wichtigsten
Adhäsionsmoleküle und werde nach den Geweben, in denen man sie zuerst
fand in E- (Epithel), N- (Nerven) und P-Cadherine (Plazenta und
Epidermis) eingeteilt. Man nimmt an, dass jeder Gewebetyp eine
spezielle Klasse von Cadtherinen exprimiert, die typisch für diesen
Zelltyp sind.
Die Cadherine sind single-pass-Moleküle mit mehreren calciumbindenden
Domänden am aminoterminalen Ende. Das am besten untersuchte Cadherin
ist das E-Cadherin, das sich als erstes bildet und die Epithelzellen
durch den Adhäsionsgürtel verbindet.
Man vermutet, dass die Cadherine auch bei Strukturellen Veränderungen
eine wichtige Rolle spielen: So wird z.B. bei der Bildung des
Neuralrohrs die Expression des E-Cadherins gesenkt, dafür wird das
N-Cadherin in dem Gewebe exprimiert.
Wenn man Fibroblasten, die normalerweise keine Cadherine
exprimieren mit unterschiedlichen Cadherinen transfiziert, dann
trennen sie sich entsprechend ihrem Cadherin in Gruppen auf. Über
ähnliche Versuche konnte man auch zeigen, dass die Cadherine sich über
homophile Bindungen miteinander verbinden und es für die Bindung nicht
einer Wechselwirkung mit anderen Molekülen bedarf.
An der cytoplasmatischen Domäne der Cadherine binden die Catenine und
veankern das Protein so im Cytoskelett.
Bei einer anderen Klasse von Adhäsionsmolekülen, den Selektinen findet
man eine starke Bindung an bestimmte Oligosaccharide in der Gegenwart
von Calcium. Diese heterophile Bindung lässt weisse Blutkörperchen an
der Zellwand haften bevor diese in das Gewebe einwandern.
Die calciumunabhängigen Adhäsionsmoleküle gehören zu der Familie der
Immunglobuline. Das hier am besten untersuchte Molekül ist das vor
allem von Nervenzellen exprimierte Neurale Zelladhäsionsmolekül
N-CAM. Die N-CAMs binden wie auch die Cadherine homophil, während
andere Ig-artigen Adhäsionsmoleküle wie die interzellulären
Adhäsionsmoleküle (ICAMs) heterphil binden, indem sie z.B, bei
Endothelzellen die weissen Blutkörperchen an der Gefässwand
festhalten.
Durch alternatives Spleissen werden unterschiedliche N-CAMs
hergestellt. Normalerweise sind sie single-pass-Proteine, die mit
einer TMD in der Membran verankert sind und extrazellulär Ig-artige
Domänen bilden. Durch das Spleissen kann das Protein allerdings so
modifiziert werden, dass es entweder nur noch in der Plasmamembran
verankert oder aber sogar komplett sezerniert wird. Diese Proteine
spielen ein wichtige Rolle bei der Bildung des Neuralrohrs und sind
sehr wahrscheinlich für das Auswachsen der Nerven entlang eines
vorbestimmten Wegs, sowie das Aneinanderhaften der Nerven zu Bündeln
verantwortlich. Man nimmt an, dass die N-CAMs die Rolle der ,,
Feinabstimmung`` übernehmen, während die N-Cadherine eine
wesentlich stärkere Bindung vermitteln.
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