שעור 4: מולקולות אדהזיה במרווח הסינפטי

Golan H., 2006

:4שעור

מולקולות אדהזיה במרווח הסינפטי

Golan H., 2006

מולקולות אדהזיה במרווח הסינפטי

Golan H., 2006

מולקולות אדהזיה במרווח הסינפטי

Golan H., 2006

מולקולות אדהזיה במרווח הסינפטי

תאום בזמן ובמרחב עם תאים אחרים – תקשורת בין תאים

חשוב בפרט בעת התפתחות,

התפתחות מעגל עיצבי

ולשמירה על פלסטיות )יכולת להשתנות(

Golan H., 2006

לצורך מילוי תפקידים אלו נדרש כי מולקולות האדהזיה ימלאו מספר מדדים:

ספציפיות

– על מנת לתת מגוון צרופים גבוה פולימורפיות

עם מולקולות אחרות )העברת סיגנל תוך תאי(אינטראקציה

Golan H., 2006

JUNCTIONAL ADHESION MECHANISMS Non-JUNCTIONAL CONTACTS

CELL -MATRIXADHESION

CELL -CELLADHESION

basal lamina

actin

NO attachment

plague

CADHERINS

IG-LIKE CAMS

INTEGRINSSELECTINS

adhesion belt(CADHERINS)

desmosomes(CADHERINS)

Gap junctions(connexins)

tightjunctions

focal contacts(integrins)

hemidesm.(integrins) integrins

non-epithelial cellsepithelial cells

Golan H., 2006

מולקולות אדהזיה

השריה, התמיינות נדידהקביעת "גורל התא"

הכוונת צימוח קצות עצביםיצירת סינפסותתגובה לשינויים

רגנרציה דגנרציה

מעורבות בבקרת תהליכים אלו

תגובה לסביבה על ידי :

Chemo-attractionChemo-repulsion

Golan H., 2006

Ig superfamily CadherinsIntegrinsNetrinsSemaphorinesLaminimsCollagenTenascinsReceptor tyrosin phosphatase& kinase

מולקולות המשתייכות לקבוצה

Golan H., 2006

Hynes: TiCB: 9:M33 1999

CadherinsCa 2+ -dep. homophilic adhesion functional unit = dimer

Immunoglobin superfamily (CAMs)homophilic or heterophilic

SelectinsheterophilicP selectin + counter-receptor PSGL-1, glycosylated

Integrinsheterodimers, heterophilicbind to ECM, Ig-CAMs, cadherinsadhesion, polarity, migration

Cadh. repeats

Ig and Fn III repeats

lectin repeats

I-CAM

CELL ADHESION MOLECULESCELL-CELL adhesion

Golan H., 2006

משתתפים נוספים היוצרים תקשורת עם מולקולות האדהזיה

מולקולות מסיסותמולקולות במטריקס החוץ תאי

מולקולות על פני תאים אחרים

אופן הקישור

Golan H., 2006

שני סוגים עיקריים:

תלוי סידןושאינו תלוי בסידן

הרשאונה פעילה בתחילת תהליך ההתפתחות

מואחר יותר מצטרפת האחרת

תקשורת בררנית בין תאים על ידיCell-Cell adhesion molecules

Golan H., 2006

Some adhesion molecules involved in axon growthCell adhesion molecules (CAMs)

Name Similar/identical molecules Comments

N-cadherin )mouse( N-CalCAM )chick( Calcium-dependentA-CAM )chick(

NCAM BSP-2 Immunoglobulinsuperfamily

LI )mouse( NILE* )rat( ImmunoglobulinG4, Ng-CAM, 809 )chick( superfamilyNr-CAM, neurofascinNeuroglian )insects(

TAG-1 )rat( Axonin-1, F11 Immunoglobulinsuperfamily

Fasciclins Insects.Fasciclin IIis the orthologue

Golan H., 2006

Some adhesion molecules involved in axon growthSubstrate adhesion molecules )SAMs(

Name Similar/identical molecules Comments

laminin Binds to IntegrinFibronectin Binds to IntegrinTenascin Cytotactin,J1,

myotendinous antigenCollagen

Golan H., 2006

Cadherin

Ca dependent cell – cell adhesion

תפקיד משוער קישור בין תאים והחזקתם יחד

גליקופרוטאן ח.א700-750

5 extracellular domains )100 a.acid(

פעילות תלויית סידןאתרי קישור לסידן

רגיש לפרוק בהעדר סידן

קישר לשלד פנימי – חיוני לתפקוד via Catenins

קישור הומופילי או הטרופילי

Golan H., 2006

התארכות אקסונים

יצירת העץ הדנדריטי

צורת הספיין

Golan H., 2006

CATHENINקישור הומופילי מעביר סיגנל דרך Wׁ

)נקשר ומגיב גם עם רצפטורים אחרים( Wׁ

מהווה רגולציה על פעילויות אחרות שלו CATHENINקישר אל או

בתגובה לקישר עובר טרנסלוקציה לגרעין ושם פועלבאינרטאקציה עם

Lymphoid enhancer factor 1

Golan H., 2006

CAM- Cell Adhesion Molecule

In neurons:N-CAM

Ig superfamilyשייך ל (At least one Ig-like domain with type II fibronectin domain)

Known ~20 different typesFormed by alternative splicing

Ca independent

פוליפפטיד גדול לרוב אזור טרנסממברנלי וזנב ציטוסולי

קיימת גם צורה המופרשת מהתא

לרוב קישור הומופילי

Golan H., 2006

NCAM- PSA Post translation modification by sialic acid

Sialic acid בעלת מטען שלילי נקשרת ל IG-DOMAIN החמישי PST-1על ידי האנזים

אין מעורבות של החלק התוך תאי והחלק הקרוב לממברנה PSAלצורך הקישור

משמש לבקרת מידת האדהזיה של התאים )חוזק ויש\אין(

NCAM בנוכחות PSAקשרים הטרופיליים – – קשרים הומופילייםPSAללא

.FGF ו TRK בתוך התא כנראה דרך הרצפטורים PSAפעילות

Golan H., 2006

N-CAM in neurogenesis and synaptic plasticity

Golan H., 2006

משפיעה על פלסטיות NCAM במולקולת SAעליה בכמות

מזוהה עם צימוח אקסוניםLTP

לכן חשיבות רבה בהתפתחות, למידה, רגנרציה.

יורדת במהלך ההתפתחות בבוגר רמה נמוכה NCAM-PSAרמת ומצוי רק באזורים מסויימים השומרים על פלסטית.

Golan H., 2006PSA-NCAM in the subventricular zone )SVZ( and olfactory bulb of the adult rat

PSA-NCAM - red

PSA-NCAM

PSA-NCAM

BrdU

Golan H., 2006

PSA-NCAM in the cerebellum of peri-puberal rabbit

Golan H., 2006

NCAMהומולוגים של תוארו באפליזיה ובדרוזופילה

קשורה בפלסטיות סינפטית NCAMבשניהם ירידה בביטיוי )שהוא המצב ההפוך לקיים בעכבר(

Fasciclin IIההומולוג בדרוזופילה

(סינפסה עצב שריר)אינו דרוש ליצירת הסינפסה -

אך קישור הומופילי שלו דרוש לייצובה

Golan H., 2006

גודל סינפסותמספר אתרים פעילים

בכל סינפסהT-BARגודל

Fascilin II

Golan H., 2006

K channel mutant )EAG(

cAMP mutant )dunce(

Fas II mechanism of action

Golan H., 2006

INPUTמעורבות בבקרת ה

לתא הפוסטסינפטי.

Golan H., 2006

: CAMSבמערכת העצבים יש מעורבות של מספר

NCAM, L1, Cadherin

Axonin-1, Ng-CAM, Nr-CAM

Cadherin אחראי לקישור חזק, אחראי להשארות תאים צמודים -

NCAM ו – IG ,אחרים – אחראים לבקרה של הקשר בין התאים כיוונון עדין במעגל העיצבי

Golan H., 2006

Intracellular

Integrin = fibronectin receptorIntegrin = laminin receptor

talin -actinin

vinculin

fibronectinlaminin

signalling molecules

Golan H., 2006

Golan H., 2006

Neuroligin-1

PDZ binding domain

Golan H., 2006

Neuroligin-1

PSD95- 3 PDZ domains, SH3 domain, guanilate kinase domain

Neurologin interacts mainly with the 3rd PDZ domain in the PSD95

Interact also with: SAP102, PSD-93, S-SCAM, Magi 1 and 3, Shank 1 and 3, Pick 1, GOPC, SPAR,

Golan H., 2006

Neurexin/s

Neurologin binding to its receptors: or neurexin depends on alternative splicing of neuroligin.

Protein interaction in the PSD

Neuroligin signaling depends on:

Neoroligin splice variant

Neurexin type

Neurexin interaction in the presynaptic terminal

Ca

Protein oligomerization/dimerization

Golan H., 2006

Involvement in development:

Neurologin 1- Expression increased postnatally )P1-P8(

Neurexin – expression from E10

Neuroligin/Neurexin clustering in the synapse

Golan H., 2006

Neuroligin/Neurexin and synaptic strength

Golan H., 2006

Intracellular

Integrin = fibronectin receptorIntegrin = laminin receptor

talin -actinin

vinculin

fibronectinlaminin

signalling molecules

Golan H., 2006

Sakisaka, T. et al. J Cell Sci 2005;118:5407-5410

Golan H., 2006

Golan H., 2006

Golan H., 2006

Cell adhesion molecules involved in axonal guidance and path finding

Robo - slit

Fas II

Golan H., 2006

Eph and Eph receptor