Integrin

Se spune că integrina sau receptorul integrinei este o glicoproteină a membranei integrale din membrana celulară care leagă proteinele matricei extracelulare, în special fibronectina . Acesta joacă un rol în conectarea celulei cu matricea extracelulară (ECM) și în transducția semnalului de la ECM la celulă . Există multe tipuri de integrine, iar multe celule au mai multe tipuri pe suprafața lor.

Structura

Integrin (subtitrare germană)

Integrinele sunt heterodimeri obligați care conțin două lanțuri distincte, numite subunități α (alfa) și β (beta). Au fost identificate aproximativ 18 subunități α și 8 β. În plus, pot fi create variante, de exemplu, există patru variante ale subunității beta-1. Prin diferitele combinații ale acestor subunități alfa și beta, sunt generate 24 de integrine. Subunitățile de integrină pătrund în membrana plasmatică și de obicei au domenii citoplasmatice foarte scurte de aproximativ 40-70 aminoacizi. Excepția este subunitatea beta-4 care are un domeniu citoplasmatic de 1088 aminoacizi , unul dintre cele mai mari domenii citoplasmatice ale proteinelor de membrană . In afara membranei plasmatice, lanțurile a și p se extind pe o lungime de aproximativ 23 nm, ultimele 5 din care - datorită încetării format prin NH ₂ din fiecare lanț - formează o regiune utilizată pentru legăturile pentru matricea extracelulară ( MEC). Masa moleculară a subunităților integrinei poate varia de la 90 Kda la 160 Kda. Subunitățile β au 4 secvențe repetate bogate în cisteină . Ambele subunități α și β leagă mulți cationi divalenți . Rolul cationilor care interacționează cu α este necunoscut, în timp ce cationii care interacționează cu β sunt mai interesanți: sunt direct implicați în coordonarea unora dintre legăturile pe care integrina le stabilește.

Există multe modalități de clasificare a integrinelor. De exemplu, o subclasă de lanțuri α posedă un domeniu structural suplimentar inserat la terminația NH2, așa-numitul domeniu alfa-A (deoarece are o structură similară cu domeniile A găsite în proteina factorului von Willebrand ). Integrinele care posedă această particularitate formează de obicei colagen (integrine α1 β1 și α2 β1) sau funcționează ca molecule de adeziune celulă la celulă (integrine din familia β2). Acest domeniu α-I este site-ul activ pentru legarea diferitelor integrine. Cei care nu poartă acest domeniu au încă un domeniu A în site-ul lor activ, dar acesta se află în lanțul β.

În ambele cazuri, domeniile A sunt conectate la trei site-uri active compuse din cationi divalenți. Unul dintre aceștia este ocupat permanent de concentrațiile fiziologice ale cationilor divalenți și se leagă de un ion de calciu sau magneziu . Celelalte două situri sunt ocupate de cationi atunci când se stabilesc legături - cel puțin pentru legături care implică un aminoacid acid, de obicei acid aspartic - la locurile lor de interacțiune. Un aminoacid caracterizează multe proteine MEC în situsul activ al integrinei, ca parte a secvenței de aminoacizi Arginină - Glicină - Acid aspartic ("RGD" într-o codificare dintr-o literă).

Datorită razelor X, structura cristalină a părții extracelulare și a unor regiuni ale unei integrine a fost descoperită, iar acest lucru arată că molecula este pliată într-o structură în formă de V inversată care are locuri de legare active.

Funcții

Cele două funcții principale ale integrinelor sunt:

• Aderarea celulei la ECM.
• Transducția semnalului de la ECM la celulă.

Cu toate acestea, acestea sunt implicate și într-o gamă largă de alte activități biologice, inclusiv prevenirea virușilor , inclusiv adenovirusurile , virusurile Eco , virusurile Hanta , virusurile care infectează piciorul și gura de legare la celule; sprijin pentru sistemul imunitar ; migrarea celulei.

Conectarea celulei cu MEC

Integrinele leagă ECM în afara celulei de citoschelet (în special microfilamente ) din interiorul celulei. De ce situs al ECM se poate lega integrina este de obicei decis prin ce subunități α și β este compusă din integrină. Printre legăturile de integrină se numără fibronectina , vitronectina , colagenul și laminina . Conexiunea dintre celulă și ECM face ca celula să poată rezista forțelor de tragere fără a fi aruncată din ECM. Capacitatea unei celule de a crea acest tip de legătură este, de asemenea, de o importanță vitală pentru ontogeneză . Legăturile dintre integrină și legăturile din ECM și microfilamentele din interiorul celulei sunt indirecte: sunt conectate prin proteine ​​„blindate” precum talina, paxilina și alfa-actinina. Acestea acționează prin reglarea kinazelor, cum ar fi kinaza de adeziune focală (FAK) și familia de kinase Src pe substraturi fosforilate , cum ar fi p130CAS sau prin recrutarea adaptorilor de semnal, cum ar fi Crk.

Conectarea celulei la matricea extracelulară este o cerință de bază pentru formarea unui organism multicelular . Integrinele nu sunt doar cârlige, ci oferă celulei informații despre natura mediului înconjurător. Împreună cu semnalele provenite de la receptori solubili ai factorilor de creștere , cum ar fi VEGF , EGF și mulți alții, ei determină decizia celulară asupra acțiunii biologice pe care trebuie să o ia, fie ea legătură, mișcare, moarte sau diferențiere. Astfel, integrinele se află în centrul, atât la propriu, cât și la figurat, al multor procese celulare.

Una dintre cele mai importante funcții ale acestora este rolul lor în migrarea celulelor. Mișcarea oricărui corp necesită picioarele pentru a avansa în substrat. În acest sens, integrinele sunt picioarele celulei. Dovezile experimentale indică faptul că integrinele plasate pe o parte a celulei și aderate la substrat o pot elibera. Aceste molecule sunt introduse în citoplasmă prin endocitoză și apoi reapar pe suprafața celulei pe o nouă pantă prin exocitoză. În acest fel, acestea sunt reciclate și reutilizate.

Transducția semnalului

Integrinele joacă un rol important în transmiterea semnalelor între celule. Conexiunea cu moleculele ECM poate provoca transmiterea acestora în celulă prin protein kinaze care sunt conectate cu terminațiile intracelulare ale moleculelor de integrină.

În detaliu, semnalele pe care celula le primește prin integrină pot fi legate de:

• creșterea celulelor
• diviziune celulara
• supraviețuirea celulelor
• diferențierea celulară
• apoptoză (moarte celulară programată)

Exemple de integrine la vertebrate

Aici sunt enumerate câteva dintre integrinele detectabile la vertebrate. ^[1]

Notă

Elemente conexe

• Molecule de adeziune
• Integrin alfa M

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Integrina