INTEGRINS: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par integrins ir liela grupa, vai ģimenes olbaltumvielu, acīmredzot unikāla dzīvnieku valstībā šūnu virsmas. Tie ir galvenais šūnu resurss, lai uzturētu mijiedarbību (saķeres formā) ar citām šūnām un ar šūnu matricu.

Tās struktūru veido divas apakšvienības, ko sauc par alfa un beta. Zīdītājiem ir zināms, ka ir no 16-18 alfa vienībām līdz 3-8 betām, kas darbosies atkarībā no to kombinācijas, kā arī no šūnas vai īpašu audu fizioloģiskā stāvokļa.

ITGB3 proteīna (beta 3 integrīna) molekulārās struktūras rasējums. Uzņemts un rediģēts no: Emw.

Ir vairāki proteīni, kuriem ir lipīgas funkcijas. Tomēr integrīnu grupa ir tā, kas ir visizplatītākā un mijiedarbojas ar visiem šūnu matricas galvenajiem proteīniem. Integrīni piedalās fagocitozes, šūnu migrācijas un brūču sadzīšanā, un pat ir ļoti pētīti, lai piedalītos metastāzēs.

raksturojums

Tās ir olbaltumvielas, kurām raksturīga mehāniska vienas šūnas citoskeleta pievienošana citai un / vai ārpusšūnu matricai (šūnas-šūnas un / vai šūnas-matricas mijiedarbībā). Bioķīmiski tie nosaka, vai ir notikusi adhēzija, un abos virzienos pārraida šūnu signālus, kas savieno ārpusšūnu vidi ar intracelulāro vidi.

Tie darbojas vai darbojas kopā ar citiem receptoriem, piemēram, imūnglobilīniem, kadherīnu, selektīniem un sinndektātiem. Runājot par integrīnu ligandiem, tos cita starpā veido fibronektīns, fibrinogēns, kolagēns un vitronektīns.

To savienojums ar viņu ligandiem ir saistīts ar ārpusšūnu divvērtīgiem katjoniem, piemēram, kalciju vai magniju. Viena vai otra lietojums būs atkarīgs no konkrētā integrīna.

Integrīniem ir iegarena forma, kas beidzas ar zemeslodes formas galvu, kas saskaņā ar elektronu mikroskopijas novērojumiem izvirza vairāk nekā 20 nanometrus no lipīdu divslāņa.

Uzbūve

Integrīni ir olbaltumvielas, kas ļauj sazināties starp šūnām.
Avots: Berkshire Community College Bioscience attēlu bibliotēka

Integrīni ir heterodimeri, tas ir, tās ir molekulas, kuras vienmēr veido divi proteīni. Abas olbaltumvielas tiek uzskatītas par apakšvienībām vai protomēriem un tiek diferencētas kā alfa subvienības un beta subvienības. Abas apakšvienības nav kovalenti saistītas. Viņu molekulmasa ir no 90 līdz 160 kDa.

Alfa un beta subvienību skaits dzīvnieku organismā dažādās organismu grupās ir atšķirīgs. Kukaiņos, piemēram, augļu mušā (Drosophyla), ir, piemēram, 5 alfa un 2 beta subvienības, savukārt Caenorhabditis ģints nematodu tārpos - 2 alfa un viena beta.

Zīdītājiem pētnieki norāda, ka ir noteikts skaits apakšvienību un to kombinācijas; tomēr literatūrā nav vienprātības par šo numuru. Piemēram, daži min, ka ir 18 alfa apakšvienības, 8 beta un 24 kombinācijas, bet citi runā par 16 alfa un 8 beta 22 kombinācijām.

Katrai apakšvienībai ir šāda struktūra.

Alfa apakšvienība

Alfa apakšvienībai ir struktūra ar β-spirāles domēnu no septiņām loksnēm vai loksnēm, kas veido galvu, domēnu augšstilbā, divus teļa domēnus, vienu transmembranālo domēnu un arī īsu citoplazmatisku asti, kurai nav fermentatīvas aktivitātes vai saistošs aktīnam.

Tajā parādītas ķēdes ar apmēram 1000 līdz 1200 atlikumiem. Tas var saistīt divvērtīgus katjonus.

Zīdītājiem, kur integrīni ir pētīti visvairāk, alfa apakšvienības var grupēt atkarībā no tā, vai tās satur iespraustu domēnu (alfa I).

Ar ievietotu domēnu Alpha I

I ievietotais alfa domēns sastāv no 200 aminoskābju reģiona. Šī domēna klātbūtne integrīnos norāda, ka tie ir kolagēna un leikocītu receptori.

Nav ievietots domēns

Alfa integrīni, kuriem nav integrētā domēna, tiek iedalīti 4 apakšģimenēs, kuras mēs redzēsim turpmāk.

PS1

Glikoproteīnu receptori, saukti arī par laminīniem, ir ļoti svarīgi, lai integrētu muskuļu, nieru un ādas audus.

PS2

Šī apakšsaime ir arginilglicilazonskābes skābes, pazīstama arī kā RGD vai Arg-Gly-Asp, receptors.

PS3

Šī apakšsaime ir novērota bezmugurkaulniekiem, īpaši kukaiņiem. Lai gan par to ir maz zināms, ir pētījumi, kas novērtē tā būtisko lomu CD11d leikocītu integrīna gēna funkcionālajā darbībā cilvēkiem.

PS4

Šī apakšsaime ir pazīstama kā alfa 4 / alfa 9 grupa, un tajā ietilpst apakšvienības ar tiem pašiem nosaukumiem.

Minētās apakšvienības spēj savienot pārī ar beta 1 un beta 7. Arī tām ir tādas pašas ligandi, kas ir ļoti līdzīgi alfa subvienībām, kas satur ievietoto alfa I domēnu, piemēram, asinsvadu šūnu adhēzijas molekulas, asinīs šķīstošās ligandi, fibrinogēns un citi. ieskaitot pat patogēnus.

Beta apakšvienība

Strukturāli beta subvienība sastāv no galvas, sekcijas, ko sauc par stublāju / kāju, transmembrānas domēna un citoplazmas astes. Galva sastāv no beta I domēna, kas tiek ievietots hibrīda domēnā, kas saistās ar plexin-semaphore-integrin domēnu, kas pazīstams arī kā PSI.

Stumbra / kājas sadaļā ir četri moduļi, kas ir vienādi vai ļoti līdzīgi ar cisteīniem bagātajam integrīna epidermas augšanas faktoram, un, kā jau minēts, citoplazmas aste. Šai citoplazmatiskajai astei, tāpat kā alfa apakšvienībai, nav fermentatīvas vai aktiīnus saistošas ​​aktivitātes.

Viņiem ir ķēdes ar virkni atlikumu, kas svārstās no 760 līdz 790, un tie, tāpat kā alfa apakšvienības, var saistīties, divvērtīgi katjoni.

Integrēta signalizācija epitēlija šūnās. Ņemts un rediģēts no K.murphy angļu Vikipēdijā.

Iespējas

Integrīniem ir vairākas funkcijas, tomēr par kurām galvenokārt ir zināms, mēs redzēsim tālāk.

Šūnas pievienošana vai savienošana ar ārpusšūnu matricu

Saikne, kas pastāv starp šūnu un ārpusšūnu matricu, pateicoties integrīniem, veicina šūnas izturību pret mehānisko spiedienu, novēršot to atraušanu no matricas.

Vairāki pētījumi liecina, ka savienošanās ar šūnu matricu ir pamatprasība daudzšūnu eikariotu organismu attīstībai.

Šūnu migrācija ir process, kurā integrīni iejaucas, saistoties vai savienojoties ar dažādiem substrātiem. Pateicoties tam, viņi iejaucas imūnā atbildē un brūču sadzīšanā.

Signāla pārvade no ārpusšūnu matricas uz šūnu

Integrīni piedalās signāla pārvades procesā. Tas nozīmē, ka viņi iejaucas informācijas saņemšanā no ārpusšūnu šķidruma, viņi to kodē un pēc tam sākas intracelulāro molekulu maiņa.

Šī signāla pārvade ir iesaistīta daudzos fizioloģiskos procesos, tādos kā ieprogrammēta šūnu iznīcināšana, šūnu diferenciācija, mejoze un mitoze (šūnu dalīšana) un šūnu augšana, cita starpā.

Integrins un vēzis

Vairāki pētījumi rāda, ka integrīniem ir liela nozīme audzēju attīstībā, īpaši metastāžu un angioģenēzes gadījumā. Starp dažiem citiem piemēriem ir αVβ3 un α1β1 integrīni.

Šie integrīni ir bijuši saistīti ar vēža augšanu, paaugstinātu terapeitisko rezistenci un asinsrades jaunveidojumiem.

Evolūcijas perspektīva

Efektīva adhēzija starp šūnām, veidojot audus, bez šaubām, bija būtiska īpašība, kurai jābūt daudzšūnu organismu evolūcijas attīstībā.

Integrīna ģimenes parādīšanās ir meklējama metazoānu parādīšanās apmēram pirms 600 miljoniem gadu.

Dzīvnieku grupa ar senču histoloģiskām īpašībām ir porūdens, ko parasti sauc par jūras sūkļiem. Šiem dzīvniekiem šūnu adhēzija notiek ar ārpusšūnu proteoglikāna matricu. Receptoriem, kas saistās ar šo matricu, piemīt tipisks integrīnus saistošs motīvs.

Faktiski šajā dzīvnieku grupā ir identificēti gēni, kas saistīti ar dažu integrīnu specifiskām apakšvienībām.

Evolūcijas gaitā metazoānu sencis ieguva integrīnu un integrīnus saistošo domēnu, kas laika gaitā ir saglabājies šajā milzīgajā dzīvnieku grupā.

Strukturāli integrīnu maksimālā sarežģītība ir redzama mugurkaulnieku grupā. Ir dažādi integrīni, kuru nav bezmugurkaulniekiem, ar jauniem domēniem. Patiešām, cilvēkiem ir identificēti vairāk nekā 24 dažādi funkcionālie integrīni - kamēr augļu mušītē Drosophila melanogaster ir tikai 5.

Atsauces

1. Integrēns. Navarras Universitātes klīnika. Atgūts no cun.es.
2. Pievienošanās. Augu un dzīvnieku histoloģijas atlants. Atgūts no vietnes mmegias.webs.uvigo.es.
3. B. Alberts, A. Džonsons, J. Lūiss u.c. (2002). Šūnas molekulārā bioloģija. 4. izdevums. Ņujorka: Garland Science. Integrins. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
4. RL Andersons, TW Owens un J. Metjū (2014). Integrīnu strukturālās un mehāniskās funkcijas. Biofiziskās atsauksmes.
5. Integrēns. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
6. Kas ir integrīns? MBINFO. Atjaunots no mechanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh un D. Bruce. Integrīnu loma šūnu signalizācijā. Atgūts no abcam.com.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Iebrukuma shēmas cietā vēža smadzeņu metastāzēs. Neiro onkoloģija.