INTEGRINAI: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Į integrinams esame didelė grupė arba šeimos baltymų, matyt unikalus gyvūnų karalystė ląstelių paviršiaus. Jie yra pagrindinis ląstelių šaltinis palaikyti sąveiką (sukibimo pavidalu) su kitomis ląstelėmis ir su ląstelių matrica.

Jos struktūrą sudaro du subvienetai, vadinami alfa ir beta. Žinduoliams žinoma, kad yra nuo 16-18 alfa vienetų iki 3-8 betų, kurios veiks priklausomai nuo jų derinio, taip pat nuo ląstelės ar specifinio audinio fiziologinės būklės.

ITGB3 baltymo (beta 3 integrino) molekulinės struktūros brėžinys. Paimta ir redaguota iš: Emw.

Yra keletas baltymų, kurie atlieka lipnias funkcijas. Tačiau integrinų grupė yra ta, kuri yra labiausiai paskirstoma ir sąveikauja su visais pagrindiniais ląstelės matricos baltymais. Integrinai dalyvauja fagocitozėje, ląstelių migracijoje ir žaizdų gijime ir yra netgi labai ištirti dėl dalyvavimo metastazėse.

charakteristikos

Tai yra baltymai, kuriems būdingas mechaninis sujungimas vienos ląstelės citoskeletu prie kitos ir (arba) tarpląstelinės matricos (ląstelės-ląstelės ir (arba) ląstelės-matricos sąveika). Biochemiškai jie nustato, ar įvyko sukibimas, ar ne, ir perduoda ląstelinius signalus, jungiančius tarpląstelinę aplinką su tarpląsteline aplinka, į abi puses.

Jie veikia arba funkcionuoja kartu su kitais receptoriais, tokiais kaip imunoglobilinai, kadherinas, selektyvai ir sindekandai. Integrinų ligandai, be kita ko, yra fibronektinas, fibrinogenas, kolagenas ir vitronektinas.

Šių junginių ryšys su jų ligadais susidaro dėl tarpląstelinių dvivalenčių katijonų, tokių kaip kalcis arba magnis. Vieno ar kito būdo naudojimas priklausys nuo specifinio integrino.

Integrinai turi pailgą formą, galūnę su rutulio formos galvute, kuri, remiantis elektronų mikroskopijos stebėjimais, išsikiša daugiau nei 20 nanometrų iš lipidų dvisluoksnio.

Struktūra

Integrinai yra baltymai, leidžiantys susisiekti tarp ląstelių.
Šaltinis: Berkshire Community College Bioscience vaizdų biblioteka

Integrinai yra heterodimerai, tai yra, jie yra molekulės, kurias visada sudaro du baltymai. Abu baltymai yra laikomi subvienetais arba protomerais ir yra diferencijuojami kaip alfa subvienetai ir beta subvienetai. Abu subvienetai nėra kovalentiškai susiję. Jų molekulinė masė yra nuo 90 iki 160 kDa.

Alfa ir beta subvienetų skaičius skirtingose ​​gyvūnų karalystės organizmų grupėse skiriasi. Pvz., Vabzdžiuose, tokiuose kaip vaisinė muselė (Drosophyla), yra 5 alfa ir 2 beta subvienetai, o Caenorhabditis genties nematodinių kirminų yra 2 alfa ir viena beta.

Žinduolių tyrėjai teigia, kad yra fiksuotas skaičius subvienetų ir jų derinių; tačiau literatūroje nėra sutarimo dėl šio skaičiaus. Pvz., Kai kurie mini, kad yra 18 alfa subvienetų, 8 beta ir 24 deriniai, o kiti kalba apie 16 alfa ir 8 beta variantų 22 deriniams.

Kiekvienas subvienetas turi tokią struktūrą.

Alfa subvienetas

Alfa subvienetas turi β-spiralės domeną iš septynių lakštų arba lakštų, sudarančių galvą, domeną šlaunyje, du blauzdos domenus, vieną transmembraninį domeną ir taip pat trumpą citoplazminę uodegą, kuri neturi fermentinio aktyvumo ar jungiasi su aktinu.

Joje pateikiamos grandinės, turinčios apie 1000–1200 likučių. Tai gali surišti dvivalenčius katijonus.

Žinduoliuose, kur integrinų buvo tiriama daugiausiai, alfa subvienetai gali būti sugrupuoti pagal tai, ar juose yra įterptas domenas (alfa I), ar ne.

Su įterptu domenu Alfa I

Alfa I įterptą domeną sudaro 200 aminorūgščių sritis. Šio domeno buvimas integrinuose rodo, kad jie yra kolageno ir leukocitų receptoriai.

Neįdėtas domenas

Alfa integrinai, kurie neturi integruoto domeno, yra klasifikuojami į 4 pošeimius, kuriuos pamatysime toliau.

PS1

Glikoproteinų receptoriai, dar vadinami laminais, yra gyvybiškai svarbūs raumenų, inkstų ir odos audinių integracijai.

PS2

Ši pošeima yra arginilglicilazinės rūgšties, dar žinomos kaip RGD arba Arg-Gly-Asp, receptoriai.

PS3

Ši pošeima buvo pastebėta bestuburiams, ypač vabzdžiams. Nors apie tai mažai žinoma, yra tyrimų, kuriuose įvertinamas jo esminis vaidmuo žmogaus CD11d leukocitų integrino geno funkciniame aktyvume.

PS4

Ši pošeima yra žinoma kaip alfa 4 / alfa 9 grupė ir apima tuos pačius pavadinimus turinčius subvienetus.

Minėti subvienetai gali susieti su beta 1 ir beta 7. Jie taip pat dalijasi ligadais, labai panašiais į alfa subvienetus, kuriuose yra įterptas alfa I domenas, tokiais kaip kraujagyslių ląstelių adhezijos molekulės, kraujyje tirpūs ligadai, fibrinogenas ir kiti. įskaitant net patogenus.

Beta subvienetas

Struktūriškai beta subvienetą sudaro galva, pjūvis, vadinamas kamiene / koja, transmembraninis domenas ir citoplazminė uodega. Galva sudaryta iš beta I domeno, kuris įterpiamas į hibridinį domeną, kuris jungiasi su plexin-semaforo-integrino domenu, dar vadinamu PSI.

Kamieno / kojos skyrių sudaro keturi moduliai, kurie yra lygūs ar labai panašūs į integruoto cisteino turinčio epidermio augimo faktorių, arba, kaip jau minėta, citoplazminė uodega. Ši citoplazminė uodega, kaip ir alfa subvienete, neturi fermentinio ar aktino surišančiojo aktyvumo.

Jie pateikia grandines su daugybe liekanų, kurios svyruoja tarp 760 ir 790, ir jos gali jungtis, kaip ir alfa subvienetai, dvivalentiais katijonais.

Integrinis signalizavimas epitelio ląstelėse. Paimta ir redaguota iš K.murphy angliškoje Vikipedijoje.

funkcijos

Integrinai turi keletą funkcijų, tačiau, kurioms jie dažniausiai žinomi, mes matysime žemiau.

Ląstelės pritvirtinimas arba sujungimas su tarpląsteline matrica

Ryšys, kuris egzistuoja tarp ląstelės ir tarpląstelinės matricos, dėl integrinų, skatina ląstelės atsparumą mechaniniam slėgiui, neleidžiant jai atitrūkti nuo matricos.

Keletas tyrimų rodo, kad prisijungimas prie ląstelių matricos yra pagrindinis reikalavimas daugialąsčių eukariotinių organizmų vystymuisi.

Ląstelių migracija yra procesas, kurio metu integrinai įsiterpia jungdamiesi arba jungdamiesi prie skirtingų substratų. Dėl šios priežasties jie įsiterpia į imuninį atsaką ir žaizdų gijimą.

Signalo perdavimas iš tarpląstelinės matricos į ląstelę

Integrinai dalyvauja signalo perdavimo procese. Tai reiškia, kad jie įsitraukia į informacijos iš tarpląstelinio skysčio priėmimą, užkoduoja ją ir tada prasideda tarpląstelinių molekulių pasikeitimas.

Šis signalo perdavimas yra susijęs su daugybe fiziologinių procesų, tokių kaip užprogramuotas ląstelių sunaikinimas, ląstelių diferenciacija, mejozė ir mitozė (ląstelių dalijimasis) bei ląstelių augimas.

Integrinai ir vėžys

Keli tyrimai rodo, kad integriinai vaidina svarbų vaidmenį naviko vystymuisi, ypač metastazių ir angiogenezės metu. Kaip pavyzdį galima paminėti integruotus αVβ3 ir α1β1.

Šie integrinai buvo susiję su vėžio augimu, padidėjusiu atsparumu terapijai ir kraujodaros neoplazmomis.

Evoliucijos perspektyva

Efektyvus sukibimas tarp ląstelių, kad būtų suformuoti audiniai, be jokios abejonės, buvo esminė savybė, kuri turėjo būti evoliucionavus daugialąsčių organizmų vystymąsi.

Integrinų šeimos atsiradimas atsektas metazoanų atsiradimo maždaug prieš 600 milijonų metų.

Gyvūnų, turinčių protėvių histologines savybes, grupė yra poriniai, paprastai vadinami jūros kempinėmis. Šiems gyvūnams ląstelių adhezija pasireiškia tarpląsteline proteoglikano matrica. Receptoriai, kurie jungiasi prie šios matricos, turi tipišką integriną rišančiojo motyvą.

Tiesą sakant, šioje gyvūnų grupėje buvo nustatyti genai, susiję su tam tikrais kai kurių integrinų subvienetais.

Evoliucijos metu metazoanų protėvis įgijo integriną ir jį jungiantį domeną, kurie laikui bėgant buvo išsaugoti šioje didžiulėje gyvūnų grupėje.

Struktūriniu požiūriu maksimalus integrinų sudėtingumas pastebimas stuburinių gyvūnų grupėje. Yra įvairių integrinų, kurių nėra bestuburiuose, su naujais domenais. Iš tikrųjų žmonėms buvo nustatyta daugiau nei 24 skirtingi funkciniai integrinai - tuo tarpu vaisinėje muselėje Drosophila melanogaster jų yra tik 5.

Nuorodos

1. Integrinas. Navaros universiteto klinika. Atsigavo nuo cun.es.
2. Prisijungimas. Augalų ir gyvūnų histologijos atlasas. Atkurta iš mmegias.webs.uvigo.es.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis ir kt. (2002). Ląstelės molekulinė biologija. 4-asis leidimas. Niujorkas: girliandų mokslas. Integrinai. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
4. R. L. Andersonas, TW Owensas ir J. Matthew (2014). Integrinų struktūrinės ir mechaninės funkcijos. Biofizinės apžvalgos.
5. Integrinas. Atkurta iš en.wikipedia.org.
6. Kas yra integrinas? MBINFO. Atkurta iš mechanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh ir D. Bruce. Integrinų vaidmuo signalizuojant ląstelę. Atkurta iš abcam.com.
8. AS „Berghoff“, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL „Goodman“, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Invazijos į smegenų metastazes kietos vėžys modeliai. Neuro onkologija.