INTEGRINEK: JELLEMZŐK, FELÉPÍTÉS ÉS FUNKCIÓK - BIOLÓGIA - 2026

Az integrinek fehérjék nagy csoportját vagy családját alkotják, amelyek nyilvánvalóan egyediek az állatvilág sejtfelületével. Ezek a sejtek fő forrásai a kölcsönhatás fenntartására (tapadás formájában) más sejtekkel és a sejtmátrixmal.

Szerkezete két alegységből áll, úgynevezett alfa és béta. Emlősökben ismert, hogy 16-18 alfaegység és 3-8 béta van, amelyek kombinációjától, valamint a sejt vagy a specifikus szövet fiziológiai állapotától függően hatnak.

Az ITGB3 fehérje (béta 3 integrin) molekuláris szerkezetének rajza. Felvétel és szerkesztés: Emw.

Számos fehérje rendelkezik ragasztó funkcióval. Ugyanakkor az integrinek csoportja oszlik meg a legjobban és kölcsönhatásba lép a sejtmátrix összes kulcsfehérjével. Az integrinek részt vesznek a fagocitózisban, a sejtek vándorlásában és a sebgyógyulásban, és még metasztázisban való részvételük szempontjából is nagyon tanulmányoztak.

jellemzők

Olyan fehérjék, amelyekre jellemző, hogy az egyik sejt celluláris citoszkeletonját mechanikusan összekapcsolják a másikkal és / vagy az extracelluláris mátrixszal (egy sejt-sejt és / vagy sejt-mátrix kölcsönhatásban). Biokémiailag felismerik, hogy történt-e adhézió vagy sem, és mindkét irányban transzdukálják az extracelluláris környezetet az intracelluláris környezettel összekötő celluláris jeleket.

Más receptorokkal, például immunoglobillinekkel, kadherinnel, szelektinekkel és szindekandákkal működnek vagy működnek. Az integrinek ligandumai közül ezek többek között fibronektin, fibrinogén, kollagén és vitronektin alkotják.

Ezeknek a ligandumokhoz való kapcsolódása az extracelluláris kétértékű kationok, például kalcium vagy magnézium következménye. Az egyik vagy a másik alkalmazás a specifikus integrintől függ.

Az integrinek hosszúkás formájú, földgömb alakú fejjel végződnek, amelyek az elektronmikroszkópos megfigyelések szerint több mint 20 nanométert vetnek ki a lipid kettős rétegből.

Szerkezet

Az integrinek olyan fehérjék, amelyek lehetővé teszik a sejtek közötti kommunikációt.

Forrás: Berkshire Közösségi Főiskola Bioscience Image Library

Az integrinek heterodimerek, azaz olyan molekulák, amelyek mindig két fehérjéből állnak. Mindkét fehérjét alegységnek vagy protomernek tekintik, és alfa- és béta-alegységekké különböznek. Mindkét alegység nem kovalensen kapcsolódik egymáshoz. Molekuláris tömegük 90 és 160 kDa között van.

Az alfa- és béta-alegységek száma az állatvilág különböző organizmuscsoportjai között változik. A rovarokban, például a gyümölcslegyben (Drosophyla) 5 alfa- és 2-béta alegység található, míg a Caenorhabditis nemzetség féregférgeiben 2 alfa és egy béta található.

Az emlősökben a kutatók arra utalnak, hogy rögzített számú alegység és ezek kombinációja létezik; ennek a számnak az irodalomban azonban nincs konszenzus. Például egyesek megemlítik, hogy 18 alfa alegység, 8 béta és 24 kombináció létezik, mások 16 alfa és 8 béta kombinációról beszélnek 22 kombináció esetében.

Minden alegység felépítése a következő.

Alfa alegység

Az alfa alegység β-hélix doménjű, hét lapból vagy lapból áll, amelyek a fejet alkotják, a domén a combban, a borjú két doménjével, egy transzmembrán doménvel és egy rövid citoplazmatikus farokkal rendelkezik, amely nem mutat enzimatikus aktivitást vagy kötődik az aktinhoz.

Láncok körülbelül 1000–1200 maradékot tartalmaz. Kötheti a kétértékű kationokat.

Az emlősökben, ahol az integrineket vizsgálták a legtöbbet, az alfa alegységeket csoportosíthatjuk annak alapján, hogy tartalmaznak-e beiktatott domént (alfa I).

Beillesztett Alpha I doménvel

Az alfa I beiktatott domén egy 200 aminosavból álló régióból áll. Ezen domén jelenléte az integrinekben azt jelzi, hogy receptorok a kollagén és a leukociták számára.

Nincs domain beillesztve

Azok az alfa-integrinek, amelyek nem rendelkeznek integrált doménvel, 4 alcsaládba vannak besorolva, amelyeket az alábbiakban látunk.

PS1

A glikoprotein receptorok, más néven lamininok, létfontosságúak az izom-, vese- és bőrszövetek integrálásához.

PS2

Ez az alcsalád az arginil-glicil-parasztinsav receptorja, más néven RGD vagy Arg-Gly-Asp.

PS3

Ezt a alcsaládot megfigyelték gerincteleneknél, különösen a rovaroknál. Habár keveset tudnak róla, vannak olyan tanulmányok, amelyek felmérik annak alapvető szerepét a CD11d leukocita integrin gén funkcionális aktivitásában az emberekben.

PS4

Ezt az alcsaládot alfa 4 / alfa 9 csoportnak nevezik, és azonos nevű alegységeket foglal magában.

Az említett alegységek képesek párosulni a béta-1 és a béta-7 alegységekkel, és olyan ligandumokkal is rendelkeznek, amelyek nagyon hasonlóak a beépített alfa I-domént tartalmazó alfa-alegységekhez, például érrendszeri sejtadhéziós molekulák, véroldható ligandumok, fibrinogén és mások. beleértve a kórokozókat is.

Béta alegység

Strukturálisan a béta alegység fejből, szár / lábnak nevezett szakaszból, transzmembrán doménből és citoplazmatikus farokból áll. A fej béta I doménből áll, amelyet egy hibrid doménbe helyeznek be, amely kötődik a plexin-szemafor-integrin doménhez, más néven PSI-nek.

A szár / lábszakasz négy modult tartalmaz, amelyek azonosak vagy nagyon hasonlóak a ciszteinben gazdag integrin epidermális növekedési faktorhoz, és, mint már említettük, egy citoplazmatikus farok. Ez a citoplazmatikus farok, mint az alfa alegységben, sem enzimatikus, sem aktinkötő aktivitással nem rendelkezik.

Láncokat mutatnak számos olyan csoporttal, amelyek 760 és 790 között oszcillálnak, és kötődhetnek, mint az alfa alegységek, kétértékű kationokhoz.

Integrin jelátvitel epiteliális sejtekben. Készült és szerkesztette K.murphy-től az angol Wikipedia-ban.

Jellemzők

Az integrineknek több funkciója van, de amelyekre elsősorban ismertek, az alábbiakban láthatjuk.

A sejt csatlakoztatása vagy csatolása az extracelluláris mátrixhoz

Az integrineknek köszönhetően a kapcsolat a sejt és az extracelluláris mátrix között elősegíti a sejt mechanikai nyomással szembeni ellenálló képességét, megakadályozva őket, hogy elszakadjanak a mátrixból.

Számos tanulmány azt sugallja, hogy a sejtmátrixhoz való kapcsolódás alapvető követelmény a többsejtű eukarióta organizmusok fejlődésében.

A sejtmigráció egy olyan folyamat, amelyben az integrinek különböző szubsztrátokhoz való kötés vagy kapcsolás útján beavatkoznak. Ennek köszönhetően beavatkoznak az immunválaszba és a sebgyógyulásba.

Jelátvitel az extracelluláris mátrixból a sejtbe

Az integrinek részt vesznek a jelátviteli folyamatban. Ez azt jelenti, hogy beavatkoznak az extracelluláris folyadékból származó információk fogadásába, kódolják azt, és válaszként megkezdi az intracelluláris molekulák megváltozását.

Ez a jelátvitel számos fiziológiai folyamatban részt vesz, mint például a programozott sejtpusztulás, a sejtek differenciálódása, a meiosis és a mitózis (sejtosztódás), valamint a sejtek növekedése.

Integrin és rák

Számos tanulmány kimutatta, hogy az integrinek fontos szerepet játszanak a daganatok kialakulásában, különösen a metasztázisban és az angiogenezisben. Erre példa a többek között az αVβ3 és α1β1 integrinek.

Ezek az integrinek összefüggenek a rákos növekedéssel, a fokozott terápiás rezisztenciával és a hematopoietikus daganatokkal.

Evolúciós perspektíva

A sejtek közötti, a szövetek kialakításához szükséges hatékony adhézió kétségkívül kritikus tulajdonság, melynek jelen kellett lennie a többsejtű organizmusok evolúciós fejlődésében.

Az integrin család kialakulása a metazoánok megjelenéséig vezethető vissza mintegy 600 millió évvel ezelőtt.

Az ősi szövettani jellemzőkkel rendelkező állatok egy csoportja a borsos, általában tengeri szivacs. Ezekben az állatokban a sejtadhézió egy extracelluláris proteoglikán mátrix segítségével történik. Azok a receptorok, amelyek ehhez a mátrixhoz kötődnek, tipikus integrint kötő motívummal rendelkeznek.

Valójában ebben az állatcsoportban azonosítottak bizonyos integrinek specifikus alegységeivel kapcsolatos géneket.

Az evolúció során a metazoánok őse megszerezte az integrint és az integrint kötő domént, amelyet az idő alatt megőriztek ebben a hatalmas állatcsoportban.

Szerkezetileg az integrinek maximális bonyolultsága a gerinces csoportban látható. Különböző integrinek vannak jelen, amelyek nem jelennek meg a gerinctelenekben, új doménekkel. Valójában több mint 24 különféle funkcionális integrint sikerült azonosítani az emberekben - míg a Drosophila melanogaster gyümölcslegyben csak öt van.

Irodalom

1. Integrin. A Navarrai Egyetemi Klinika. Helyreállítva a cun.es.
2. Csatlakozásra. Növény- és állati szövettan atlasz. Helyreállítva a mmegias.webs.uvigo.es webhelyről.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis és mtsai. (2002). A sejt molekuláris biológiája. 4. kiadás. New York: Garland Science. Integrinek. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
4. RL Anderson, TW Owens és J. Matthew (2014). Az integrinek szerkezeti és mechanikai funkciói. Biofizikai vélemények.
5. Integrin. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
6. Mi az integrin? MBINFO. Helyreállítva a mechanobio.info-tól.
7. S. Mac Fhearraigh és D. Bruce. Az integrinek szerepe a sejtjelzésben. Helyreállítva az abcam.com webhelyről.
8. AS Berghoff, Rajky O., F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Inváziós minták a szilárd rákos agyi metasztázisokban. Neuro onkológia.