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 compartimentando y concentrando moléculas de señalización. También inducen una curvatura positiva (hacia adentro) de la membrana mediante la oligomerización y la inserción de horquillas. Varias clases de moléculas de señalización, incluidas 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 andamiaje 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 ciertas áreas de la membrana celular , lo que lleva a la formación de caveolas .
Las caveolinas tienen una estructura similar. Todos forman bucles de horquilla que se insertan en la membrana celular. Tanto el C-terminal como el N-terminal se enfrentan al lado citoplásmico de la membrana. Hay dos isoformas de caveolina-1: caveolina-1α y caveolina-1β, esta última carece de una parte del extremo N-terminal.
Las funciones de las caveolinas aún se encuentran bajo intensa investigación. Son mejor conocidos por su papel en la formación de invaginaciones de la membrana plasmática de 50 nanómetros de tamaño , llamadas caveolas. Los oligómeros de caveolina forman la capa 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 la transcitosis hasta la transducción de señales .
También se ha demostrado que la caveolina-1 desempeña un papel en la señalización de la integrina . La forma fosforilada en tirosina de caveolina-1 se colocaliza con adherencias focales , lo que sugiere un papel de la caveolina-1 en la migración . De hecho, la regulación a la baja de caveolina-1 conduce a una migración menos eficiente in vitro .
Los ratones modificados genéticamente 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 de respuestas angiogénicas deterioradas , así como respuestas anormales a los 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 compensación o redundancia para las funciones de las caveolinas.