En biología molecular , las caveolinas son una familia de proteínas integrales de membrana que son los componentes principales de las membranas de las caveolas y están involucradas en la endocitosis independiente del receptor . [1] [2] [3] Las caveolinas pueden actuar como proteínas de andamiaje dentro de las membranas caveolares al compartimentar y concentrar las moléculas de señalización. También inducen una curvatura positiva (hacia adentro) de la membrana mediante oligomerización e inserción en horquilla. Varias clases de moléculas de señalización, incluidas las subunidades de proteína G , tirosina quinasas receptoras y no receptoras , óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) y pequeñas GTPasas , se unen a Cav-1 a través de su "dominio de armazón de caveolina".
La familia de genes de la caveolina tiene tres miembros en los vertebrados : CAV1, CAV2 y CAV3, que codifican las proteínas caveolina-1, caveolina-2 y caveolina-3, respectivamente. Los tres miembros son proteínas de membrana con estructura similar. La caveolina forma oligómeros y se asocia con el colesterol y los esfingolípidos en determinadas zonas de la membrana celular , dando lugar a la formación de caveolas .
Las caveolinas son similares en estructura. Todos forman bucles en forma de horquilla que se insertan en la membrana celular. Tanto el extremo C como el extremo N miran hacia el lado citoplasmático de la membrana. Hay dos isoformas de caveolina-1: caveolina-1α y caveolina-1β, esta última carece de una parte del extremo N.
Las caveolinas se encuentran en la mayoría de las células adherentes de los mamíferos .
Las funciones de las caveolinas todavía están siendo objeto de intensas investigaciones. Son más conocidos por su papel en la formación de invaginaciones de la membrana plasmática de 50 nanómetros , llamadas caveolas. Los oligómeros de caveolina forman la cubierta de estos dominios. Las células que carecen de caveolinas también carecen de caveolas. Se atribuyen muchas funciones a estos dominios, que van desde la endocitosis y transcitosis hasta la transducción de señales .
También se ha demostrado que la caveolina-1 desempeña un papel en la señalización de las integrinas . La forma fosforilada en tirosina de la caveolina-1 se colocaliza con adherencias focales , lo que sugiere un papel de la caveolina-1 en la migración . De hecho, la regulación negativa de caveolina-1 conduce a una migración menos eficiente in vitro .
Los ratones genéticamente modificados que carecen de caveolina-1 y caveolina-2 son viables y fértiles, lo que demuestra que ni las caveolinas ni las caveolas son esenciales en el desarrollo embrionario o la reproducción de estos animales. Sin embargo, los animales knock-out desarrollan pulmones hipertróficos anormales y miopatía cardíaca, lo que lleva a una reducción de la esperanza de vida. Los ratones que carecen de caveolinas también sufren respuestas angiogénicas alteradas , así como respuestas anormales a estímulos vasoconstrictores . En el pez cebra , la falta de caveolinas conduce a la letalidad embrionaria, lo que sugiere que los vertebrados superiores (como lo ejemplifican los ratones) han desarrollado una compensación o redundancia para las funciones de las caveolinas.
Las caveolinas tienen un papel paradójico en el desarrollo de esta enfermedad. Se les ha implicado tanto en la supresión tumoral como en la oncogénesis . [4] La alta expresión de caveolinas conduce a la inhibición de las vías relacionadas con el cáncer, como las vías de señalización del factor de crecimiento . Sin embargo, se ha demostrado que ciertas células cancerosas que expresan caveolinas son más agresivas y metastásicas , debido a su potencial de crecimiento independiente del anclaje.
Se cree que las caveolinas desempeñan un papel importante durante el desarrollo de la aterosclerosis. [5] Además, la caveolina-3 se ha asociado con el síndrome de QT largo . [6]
La caveolina-3 se ha implicado en el desarrollo de ciertos tipos de distrofia muscular ( distrofia muscular de cinturas ). [7]