INTEGRINI: KARAKTERISTIKE, STRUKTURA I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

U Integrini su velika grupa ili obitelj proteina, očito jedinstven na površinu Animal Kingdom stanica. Oni su glavni resurs stanica za održavanje interakcije (u obliku adhezije) s drugim stanicama i sa staničnim matriksom.

Njegovu strukturu čine dvije podjedinice koje se nazivaju alfa i beta. U sisavaca je poznato da postoji između 16-18 alfa jedinica i 3-8 beta, koji će djelovati ovisno o njihovoj kombinaciji, a također i o fiziološkom stanju stanice ili specifičnog tkiva.

Crtanje molekularne strukture proteina ITGB3 (beta 3 integrin). Preuzeto i uredjeno iz: Emw.

Postoji nekoliko proteina koji imaju ljepljive funkcije. Međutim, skupina integrala je ona koja se najviše distribuira i koja djeluje sa svim ključnim proteinima staničnog matriksa. Integrini sudjeluju u fagocitozi, migraciji stanica i zacjeljivanju rana, a čak su i visoko proučeni zbog sudjelovanja u metastazama.

karakteristike

To su proteini za koje je karakteristično da mehanički spajaju stanični citoskelet jedne stanice u drugu i / ili u izvanstanični matriks (u interakciji stanica-stanica i / ili stanični matriks). Biokemijski otkrivaju je li došlo do adhezije ili ne i prenose stanične signale koji u oba smjera povezuju izvanstanično okruženje s unutarćelijskim.

Oni djeluju ili djeluju s drugim receptorima, kao što su imunoglobilini, kadherin, selektini i sindici. Kada je riječ o ligandima integina, oni ih sastoje između ostalog fibronektin, fibrinogen, kolagen i vitronektin.

Udruživanje ovih s njihovim ligandima nastaje zbog izvanstaničnih dvovalentnih kationa poput kalcija ili magnezija. Upotreba jednog ili drugog ovisit će o specifičnom integrinu.

Integrini imaju izduženi oblik koji završava glavom u obliku balona, ​​koja prema opažanjima elektronske mikroskopije projicira više od 20 nanometara iz lipidnog sloja.

Struktura

Integrini su proteini koji omogućuju komunikaciju između stanica.

Izvor: Biblioteka slika Bioscience College of Berkshire Community College

Integrini su heterodimeri, to jest, molekule su uvijek sastavljene od dva proteina. Oba proteina se smatraju podjedinicama ili protomerima i razlikuju se kao alfa podjedinice i beta podjedinice. Obje su podjedinice nekovalentno povezane. Imaju molekulsku masu između 90 do 160 kDa.

Broj alfa i beta podjedinica varira između različitih skupina organizama u životinjskom carstvu. Kod insekata poput voćne muhe (Drosophyla), na primjer, postoji 5 alfa i 2 beta podjedinica, dok u glistama nematoda roda Caenorhabditis postoje 2 alfa i jedna beta.

U sisavaca, istraživači sugeriraju da postoji fiksni broj podjedinica i kombinacija istih; međutim, u literaturi ne postoji konsenzus o ovom broju. Na primjer, neki spominju da postoji 18 alfa podjedinica, 8 beta i 24 kombinacija, dok drugi govore o 16 alfa i 8 beta za 22 kombinacije.

Svaka podjedinica ima sljedeću strukturu.

Alfa podjedinica

Alfa podjedinica ima strukturu s domenom β-helixa od sedam listova ili listova koji tvore glavu, domenu u bedru, dvije domene teleta, jednu transmembransku domenu, a također i kratki citoplazmatski rep koji ne pokazuje enzimsku aktivnost ili vezivanje za aktin.

Predstavlja lance s oko 1000 do 1200 ostataka. Može vezati dvovalentne katione.

U sisavaca, gdje je najviše proučavano integrin, alfa podjedinice se mogu grupirati prema tome sadrže li ili ne umetnute domene (alfa I).

Sa umetnutom domenom Alpha I

Alfa I umetnuta domena sastoji se od 200 aminokiselinskih regija. Prisutnost ove domene u integrinima ukazuje na to da su oni receptori za kolagen i leukocite.

Nije ubačena domena

Alfa integrini koji nemaju integriranu domenu razvrstani su u 4 podskupine, što ćemo vidjeti u nastavku.

PS1

Glikoproteinski receptori, koji se nazivaju i laminini, vitalni su za integriranje mišićnog, bubrežnog i kožnog tkiva.

PS2

Ova podskupina je receptor za arginilglicicilapartinsku kiselinu, također poznat kao RGD ili Arg-Gly-Asp.

PS3

Ova je podvrsta zabilježena kod beskralježnjaka, osobito insekata. Iako se o njemu malo zna, postoje studije koje procjenjuju njegovu suštinsku ulogu u funkcionalnoj aktivnosti gena CD11d leukocita integgrin u ljudi.

PS4

Ova podvrsta je poznata kao grupa alfa 4 / alfa 9 i sadrži podjedinice s istim imenima.

Spomenute podjedinice mogu se upariti s beta 1 i beta podjedinicama 7. Također dijele ligande vrlo slične alfa podjedinicama koje predstavljaju umetnutu alfa I domenu, kao što su molekule vaskularnih adhezija, molekuli topljivi u krvi, fibrinogen i drugi. uključujući čak i patogene.

Beta podjedinica

Strukturno se beta podjedinica sastoji od glave, dijela koji se naziva stabljika / noga, transmembranske domene i citoplazmatskog repa. Glava je sastavljena od beta I domene, koja je umetnuta u hibridnu domenu koja se veže na domenu plexin-semafor-integrin, poznatu i kao PSI.

Odjeljak stabljike / nogu sadrži četiri modula jednaka ili vrlo slična cisteinom cjepiva epidermalnog faktora rasta i, kao što je već spomenuto, repa citoplazme. Taj citoplazmatski rep, kao u alfa podjedinici, nema aktivnost enzima ili vezan za aktin.

Predstavljaju lance s velikim brojem ostataka koji osciliraju između 760 i 790, a mogu se vezati, poput alfa podjedinica, dvovalentne katione.

Integrinska signalizacija u epitelnim stanicama. Preuzeto i uredio iz K.murphyja na engleskoj Wikipediji.

Značajke

Integrini imaju više funkcija, no po kojima su uglavnom poznati su one koje ćemo vidjeti u nastavku.

Pričvršćivanje ili spajanje stanice na izvanćelijski matriks

Veza koja postoji između ćelije i izvanćelijskog matriksa zahvaljujući integinima favorizira otpornost stanice na mehanički pritisak, sprječavajući ih da se istrgnu iz matriksa.

Nekoliko studija sugerira da je spajanje na stanični matriks osnovni zahtjev za razvoj višećelijskih eukariotskih organizama.

Stanična migracija je proces u kojem integrisi interveniraju vezanjem ili povezivanjem različitih supstrata. Zahvaljujući tome interveniraju u imunološkom odgovoru i zacjeljivanju rana.

Transdukcija signala iz vanćelijskog matriksa u stanicu

Integrini sudjeluju u procesu pretvorbe signala. To znači da interveniraju u prijemu informacija iz vanćelijske tekućine, kodiraju ih i tada počinje promjena unutarćelijskih molekula kao odgovor.

Ova transdukcija signala uključena je u veliki broj fizioloških procesa kao što su programirano uništavanje stanica, diferencijacija stanica, mejoza i mitoza (stanična dioba), te rast stanica, između ostalih.

Integrini i rak

Nekoliko studija pokazuje da integrari igraju važnu ulogu u razvoju tumora, posebno u metastazi i angiogenezi. Primjer za to su integralini αVβ3 i α1β1, između ostalih.

Ovi integrali povezani su s rastom karcinoma, povećanom terapijskom otpornošću i hematopoetskim neoplazmama.

Evolucijska perspektiva

Učinkovito prianjanje stanica za formiranje tkiva bilo je bez sumnje presudno svojstvo koje je moralo biti prisutno u evolucijskoj evoluciji višećelijskih organizama.

Nastanak obitelji integrin seže u pojavu metazoja prije oko 600 milijuna godina.

Skupina životinja s histološkim karakteristikama predaka su oborine, najčešće nazvane morske spužve. Kod ovih životinja stanična adhezija se odvija izvanćelijskim proteoglikanskim matriksom. Receptori koji se vežu na ovu matricu posjeduju tipičan motiv vezanja integrina.

U stvari, u ovoj životinjskoj skupini identificirani su geni koji se odnose na specifične podjedinice nekih integrala.

Tijekom evolucije predak metazoana stekao je domen integrina i integrina koji se vežu za vrijeme ove ogromne životinjske skupine.

Konstrukcijsko gledano, najveća složenost integrala vidi se u grupi kralježnjaka. Postoje različiti integralini koji nisu prisutni u beskralješnjacima, s novim domenama. Doista, kod ljudi je identificirano više od 24 različita funkcionalna integra - dok u voćnoj mušici Drosophila melanogaster ima samo 5.

Reference

1. Integrin. Klinika Sveučilišta Navarra. Oporavak od cun.es.
2. Pristupanje. Atlas histologije biljaka i životinja. Oporavak od mmegias.webs.uvigo.es.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis i sur. (2002). Molekularna biologija stanice. 4. izdanje. New York: Garland Science. Integrini. Oporavak od ncbi.nlm.nih.gov.
4. RL Anderson, TW Owens & J. Matthew (2014). Strukturne i mehaničke funkcije integrala. Biofizički pregledi.
5. Integrin. Oporavilo s en.wikipedia.org.
6. Što je integrin? MBINFO. Oporavak od mechanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh i D. Bruce. Uloga integrina u staničnoj signalizaciji. Oporavilo s abcam.com.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Invazijski obrasci u mozgu metastaze čvrstih karcinoma. Neuro onkologija.