Glycosynapses: microdomains controlling carbohydrate-dependent cell adhesion and signaling

The concept of microdomains in plasma membranes was developed over two decades, following observation of polarity of membrane based on clustering of specific membrane components. Microdomains involved in carbohydrate-dependent cell adhesion with concurrent signal transduction that affect cellular phenotype are termed "glycosynapse". Three types of glycosynapse have been distinguished: "type 1" having glycosphingolipid associated with signal transducers (small G-proteins, cSrc, Src family kinases) and proteolipids; "type 2" having O-linked mucin-type glycoprotein associated with Src family kinases; and "type 3" having N-linked integrin receptor complexed with tetraspanin and ganglioside. Different cell types are characterized by presence of specific types of glycosynapse or their combinations, whose adhesion induces signal transduction to either facilitate or inhibit signaling. E.g., signaling through type 3 glycosynapse inhibits cell motility and differentiation. Glycosynapses are distinct from classically-known microdomains termed "caveolae", "caveolar membrane", or more recently "lipid raft", which are not involved in carbohydrate-dependent cell adhesion. Type 1 and type 3 glycosynapses are resistant to cholesterol-binding reagents, whereas structure and function of "caveolar membrane" or "lipid raft" are disrupted by these reagents. Various data indicate a functional role of glycosynapses during differentiation, development, and oncogenic transformation.O conceito de microdomínios em membrana plasmática foi desenvolvido há mais de duas décadas, após a observação da polaridade da membrana baseada no agrupamento de componentes específicos da membrana. Microdomínios envolvidos na adesão celular dependente de carboidrato, com transdução de sinal que afeta o fenótipo celular são denominados ''glicosinapses''. Três tipos de glicosinapse foram observados: ''tipo 1'' que possue glicoesfingolipídio associado com transdutores de sinal (proteínas G pequenas, cSrc, cinases da família Src) e proteolipídios; ''tipo 2'' que possue glycoproteínas O-ligadas tipo mucina associadas com cinases da família Scr; e ''tipo 3'' que possue receptor de integrina, com glycanas N-ligadas, complexado com tetraspanina e gangliosídio. Tipos celulares diferentes são caracterizados pela presença de tipos específicos de glicosinapse ou suas combinações, cuja adesão induz transdução de sinal para facilitar ou inibir a sinalização. Ex., a sinalização através da glicosinapse tipo 3 inibe mobilidade celular e a diferenciação. Glicosinapses são distintas dos microdomínios conhecidos classicamente como ''caveolas'', ''membrana caveolar'', ou mais recentemente ''rafts lipídicos'', os quais não estão envolvidos na adesão celular dependente de carboidrato. Glicosinapses tipo 1 e tipo 3 são resistentes a regentes que se ligam ao colesterol, enquanto a estrututa e função de ''membrana caveolar'' ou ''rafts lipídicos'' são sensíveis a esses reagentes. Vários dados sugerem um papel funcional para as glicosinapses durante a diferenciação, o desenvolvimento e a transformação oncogênica