Cavéoles - Caveolae

En biologie , les cavéoles ( latin pour "petites grottes"; singulier, cavéole ), qui sont un type spécial de radeau lipidique , sont de petites invaginations (50 à 100 nanomètres ) de la membrane plasmique dans de nombreux types de cellules de vertébrés , en particulier dans les cellules endothéliales , adipocytes et cellules de notocorde embryonnaires . Ils ont été initialement découverts par E. Yamada en 1955.

Ces structures en forme de flacon sont riches en protéines ainsi qu'en lipides tels que le cholestérol et les sphingolipides et ont plusieurs fonctions dans la transduction du signal . On pense également qu'ils jouent un rôle dans la mécanoprotection , la mécanosensation, l' endocytose , l' oncogenèse et l'absorption de bactéries pathogènes et de certains virus .

cavéolines

Article principal: cavéoline

On pensait initialement que la formation et le maintien des cavéoles étaient principalement dus à la cavéoline , une protéine de 21 kD. Il existe trois gènes homologues de la cavéoline exprimés dans les cellules de mammifères : Cav1, Cav2 et Cav3. Ces protéines ont une topologie commune : N-terminal cytoplasmique avec domaine d'échafaudage, domaine transmembranaire en épingle à cheveux long et C-terminal cytoplasmique. Les cavéolines sont synthétisées sous forme de monomères et transportées vers l'appareil de Golgi. Au cours de leur transport ultérieur à travers la voie de sécrétion, les cavéolines s'associent aux radeaux lipidiques et forment des oligomères (14-16 molécules). Ces cavéolines oligomérisées forment les cavéoles. La présence de cavéoline entraîne une modification locale de la morphologie de la membrane.

Cavins

Les protéines Cavin ont émergé à la fin des années 2000 pour être les principaux composants structurels contrôlant la formation de cavéole. La famille des protéines cavin comprend Cavin1 (également connu sous le nom de PTRF), Cavin2 (également connu sous le nom de SDPR), Cavin3 (également connu sous le nom de SRBC) et Cavin4 (également connu sous le nom de MURC). Cavin1 s'est avéré être le principal régulateur de la formation de cavéoles dans plusieurs tissus, la seule expression de Cavin1 étant suffisante pour la formation morphologique de cavéoles dans les cellules dépourvues de cavéoles mais abondantes dans Cav1. Cavin4, analogue à Cav3, est spécifique au muscle.

Endocytose cavéolaire

Les cavéoles sont une source d' endocytose indépendante de la clathrine et dépendante du radeau. La capacité des cavéolines à oligomériser en raison de leurs domaines d'oligomérisation est nécessaire à la formation de vésicules endocytaires cavéolaires. L'oligomérisation conduit à la formation de microdomaines riches en cavéoline dans la membrane plasmique. L'augmentation des taux de cholestérol et l'insertion des domaines d'échafaudage des cavéolines dans la membrane plasmique entraînent l'expansion de l'invagination cavéolaire et la formation de vésicules endocytiques. La fission de la vésicule à partir de la membrane plasmique est ensuite médiée par la GTPase dynamine II, qui est localisée au col de la vésicule bourgeonnante. La vésicule cavéolaire libérée peut fusionner avec un endosome ou un cavéosome précoce. Le cavéosome est un compartiment endosomal à pH neutre qui ne possède pas de marqueurs endosomaux précoces. Cependant, il contient des molécules internalisées par l'endocytose cavéolaire.

Ce type d'endocytose est utilisé par exemple pour la transcytose de l'albumine dans les cellules endothéliales ou pour l'internalisation du récepteur de l'insuline dans les adipocytes primaires.

Autres rôles des cavéoles

  • Il a été démontré que les cavéoles sont nécessaires à la protection des cellules contre le stress mécanique dans plusieurs types de tissus tels que les muscles squelettiques, les cellules endothéliales et les cellules de la notocorde.
  • Les cavéoles peuvent être utilisées pour l'entrée dans la cellule par certains agents pathogènes et évitent ainsi la dégradation dans les lysosomes. Cependant, certaines bactéries n'utilisent pas de cavéoles typiques mais seulement des zones riches en cavéoline de la membrane plasmique. Les agents pathogènes exploitant cette voie endocytaire comprennent des virus tels que le SV40 et le virus du polyome et des bactéries telles que certaines souches d' Escherichia coli , Pseudomonas aeruginosa et Porphyromonas gingivalis .
  • Les cavéoles ont également un rôle dans la signalisation cellulaire. Les cavéolines s'associent à certaines molécules de signalisation (par exemple eNOS) via leur domaine d'échafaudage et peuvent ainsi réguler leur signalisation. Les cavéoles sont également impliquées dans la régulation des canaux et dans la signalisation calcique.
  • Les cavéoles participent également à la régulation des lipides. Des niveaux élevés de cavéoline Cav1 sont exprimés dans les adipocytes. La cavéoline s'associe au cholestérol, aux acides gras et aux gouttelettes lipidiques et participe à sa régulation.
  • Les cavéoles peuvent également servir de mécanocapteurs dans divers types cellulaires. Dans les cellules endothéliales, les cavéoles sont impliquées dans la sensation d'écoulement. L'exposition chronique au stimulus du flux entraîne une augmentation des niveaux de cavéoline Cav1 dans la membrane plasmique, sa phosphorylation, l'activation de l'enzyme de signalisation eNOS et le remodelage des vaisseaux sanguins. Dans les cellules musculaires lisses, la cavéoline Cav1 joue un rôle dans la détection de l'étirement qui déclenche la progression du cycle cellulaire.

Inhibiteurs

Certains inhibiteurs connus de la voie des cavéoles sont la philippine III, la génistéine et la nystatine .

Voir également

Les références

Liens externes