INTEGRINS: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang mga integrin ay isang malaking grupo o pamilya ng mga protina, na tila natatangi sa ibabaw ng kaharian ng hayop. Sila ang pangunahing mapagkukunan ng mga cell upang mapanatili ang pakikipag-ugnay (sa anyo ng pagdirikit) kasama ang iba pang mga cell at kasama ang cell matrix.

Ang istraktura nito ay binubuo ng dalawang mga subunits na tinatawag na alpha at beta. Sa mga mammal ay kilala na may mga pagitan ng 16-18 na mga unit ng alpha at 3-8 betas, na kumikilos depende sa kanilang kumbinasyon, at din sa pisyolohikal na estado ng cell o tiyak na tisyu.

Ang pagguhit ng istruktura ng molekular ng protina ng ITGB3 (beta 3 integrin). Kinuha at na-edit mula sa: Emw.

Mayroong maraming mga protina na may mga function ng malagkit. Gayunpaman, ang pangkat ng mga integrins ay ang isa na pinamamahagi at nakikipag-ugnay sa lahat ng mga pangunahing protina ng cell matrix. Ang mga integrins ay nakikilahok sa phagocytosis, paglilipat ng cell, at pagpapagaling ng sugat, at kahit na lubos na pinag-aralan para sa kanilang pakikilahok sa metastasis.

katangian

Ang mga ito ay mga protina na nailalarawan sa pamamagitan ng mekanikal na pagsali sa cellular cytoskeleton ng isang cell sa isa pa at / o sa extracellular matrix (sa isang cell-cell at / o pakikipag-ugnay sa cell-matrix). Biochemically, nakita nila kung naganap o hindi pagdirikit, at transduce cellular signal na nag-uugnay sa extracellular na kapaligiran sa isang intracellular, sa parehong direksyon.

Nagtatrabaho o gumagana sila sa iba pang mga receptor tulad ng mga immunoglobillins, cadherin, selectins, at syndecands. Tungkol sa mga ligid ng integrins, ang mga ito ay binubuo ng fibronectin, fibrinogen, collagen at vitronectin, bukod sa iba pa.

Ang unyon ng mga ito sa kanilang mga ligand ay dahil sa extracellular divalent cations tulad ng calcium o magnesium. Ang paggamit ng isa o iba pa ay depende sa tiyak na integrin.

Ang mga integrins ay may isang pinahabang hugis na nagtatapos sa isang hugis ng lobo, na ayon sa mga obserbasyon ng mikroskopya ng elektron, ang mga proyekto na higit sa 20 nanometer mula sa lipid bilayer.

Istraktura

Ang mga integrins ay mga protina na nagpapahintulot sa komunikasyon sa pagitan ng mga cell.
Pinagmulan: Berkshire Community College Bioscience Image Library

Ang mga integrins ay heterodimer, iyon ay, ang mga ito ay mga molekula na laging binubuo ng dalawang protina. Ang parehong mga protina ay itinuturing na mga subunits o protomer at naiiba bilang mga alpha subunits at beta subunits. Ang parehong mga subunits ay hindi naka-link sa covalently. Mayroon silang isang molekular na masa sa pagitan ng 90 hanggang 160 kDa.

Ang bilang ng mga subha ng alpha at beta ay nag-iiba sa pagitan ng iba't ibang mga pangkat ng mga organismo sa kaharian ng hayop. Sa mga insekto tulad ng fly fly (Drosophyla), halimbawa, mayroong 5 alpha at 2 beta subunits, habang sa mga nematode worm ng genus Caenorhabditis mayroong 2 alphas at isang beta.

Sa mga mammal, iminumungkahi ng mga mananaliksik na mayroong isang nakapirming bilang ng mga subunits at mga kumbinasyon ng mga ito; gayunpaman, walang pinagkasunduan sa panitikan hinggil sa bilang na ito. Halimbawa, ang ilan ay nagbabanggit na mayroong 18 alpha subunits, 8 beta at 24 na mga kumbinasyon, habang ang iba ay nagsasalita ng 16 alpha at 8 beta para sa 22 na kumbinasyon.

Ang bawat subunit ay may sumusunod na istraktura.

Mga subunit ng Alpha

Ang alpha subunit ay may istraktura na may isang domain ng hel-helix na pitong sheet o sheet na bumubuo sa ulo, isang domain sa hita, dalawang domain ng guya, isang domain na transmembrane at isang maikling buntot na cytoplasmic na hindi nagtatanghal ng aktibidad na enzymatic o nagbubuklod kay actin.

Nagtatanghal ito ng mga kadena na may mga 1000 hanggang 1200 na nalalabi. Maaari itong magbigkis ng mga paghati sa dibisyon.

Sa mga mammal, na kung saan ang mga integral ay napag-aralan, ang mga alpha subunits ay maaaring pinagsama ayon sa kung hindi sila naglalaman ng isang ipinasok na domain (alpha I).

Sa nakalagay na domain Alpha I

Ang alpha na ipinasok ko ay binubuo ng isang 200 na rehiyon ng amino acid. Ang pagkakaroon ng domain na ito sa integrins ay nagpapahiwatig na ang mga ito ay mga receptor para sa collagen at leukocytes.

Walang nakalagay na domain

Ang mga alpha integrins na walang pinagsamang domain ay naiuri sa 4 subfamilies, na makikita natin sa ibaba.

PS1

Ang mga glycoprotein receptor, na tinatawag ding mga laminin, ay mahalaga para sa pagsasama ng mga tisyu ng kalamnan, bato, at balat.

PS2

Ang subfamily na ito ay ang receptor para sa arginylglycylaspartic acid, na kilala rin bilang RGD o Arg-Gly-Asp.

PS3

Ang subfamily na ito ay na-obserbahan sa mga invertebrates, lalo na ang mga insekto. Bagaman kaunti ang nalalaman tungkol dito, may mga pag-aaral na sinusuri ang mahahalagang papel nito sa pagganap na aktibidad ng CD11d leukocyte integrin gene sa mga tao.

PS4

Ang subfamily na ito ay kilala bilang ang alpha 4 / alpha 9 na pangkat at binubuo ng mga subunits na may parehong mga pangalan.

Ang mga nasabing mga subunit ay may kakayahang ipares sa mga beta 1 at beta 7. Ang mga ito ay nagbabahagi rin ng mga ligand na halos kapareho sa mga alpha subunits na naglalahad ng nakapasok na domain alpha I, tulad ng mga molekula ng vascular cell adhesion, dugo na natutunaw na ligand, fibrinogen at iba pa. kabilang ang mga pathogen.

Mga subunit ng Beta

Sa istruktura, ang mga subunit ng beta ay binubuo ng isang ulo, isang seksyon na tinatawag na stem / leg, isang domain ng transmembrane, at isang buntot ng cytoplasmic. Ang ulo ay binubuo ng isang domain ng beta I, na kung saan ay nakapasok sa isang hybrid domain na nagbubuklod sa domain ng plexin-semaphore-integrin, na kilala rin bilang PSI.

Ang seksyon ng stem / leg ay naglalaman ng apat na mga module na katumbas o katulad ng katulad ng cysteine ​​na mayaman na integrin epidermal na paglaki at, tulad ng nabanggit na, isang buntot na cytoplasmic. Ang buntot na cytoplasmic na ito, tulad ng sa alpha subunit, ay walang aktibidad na nakaka-enzim o actin-binding.

Mayroon silang mga kadena na may isang bilang ng mga nalalabi mula sa pagitan ng 760 at 790, at maaaring magbigkis, tulad ng mga alpha subunits, bivalent cations.

Ang pagsenyas ng integrin sa mga cell epithelial. Kinuha at na-edit mula sa K.murphy sa Ingles Wikipedia.

Mga Tampok

Ang mga integrins ay may maraming mga pag-andar, gayunpaman para sa mga ito ay higit na kilala ay ang mga makikita natin sa ibaba.

Lakip o pagsasama ng cell sa extracellular matrix

Ang koneksyon na umiiral sa pagitan ng cell at extracellular matrix salamat sa mga integrins ay pinapaboran ang paglaban ng cell sa mekanikal na tulak, na pinipigilan ang mga ito mula sa napunit mula sa matris.

Maraming mga pag-aaral ang iminumungkahi na ang pagkabit sa cell matrix ay isang pangunahing kinakailangan para sa pagpapaunlad ng mga multicellular eukaryotic organism.

Ang paglipat ng cell ay isang proseso kung saan pinagsama ang panghihimasok sa pamamagitan ng pagbubuklod o pagsasama sa iba't ibang mga substrate. Salamat sa ito ay nakikialam sila sa tugon ng immune at pagpapagaling ng sugat.

Signal transduction mula sa extracellular matrix sa cell

Ang mga integrins ay nakikilahok sa proseso ng pag-transduction ng signal. Nangangahulugan ito na nakagambala sila sa pagtanggap ng impormasyon mula sa extracellular fluid, na-encode nila ito at pagkatapos ay nagsisimula ang pagbabago ng mga intracellular molekula, bilang tugon.

Ang signal transduction na ito ay kasangkot sa isang malaking bilang ng mga proseso ng physiological tulad ng na-program na cell pagkasira, pagkakaiba-iba ng cell, meiosis at mitosis (cell division), at paglaki ng cell, bukod sa iba pa.

Mga integrins at cancer

Maraming mga pag-aaral ang nagpapakita na ang mga integral ay may mahalagang papel sa pag-unlad ng tumor, lalo na sa metastasis at angiogenesis. Ang isang halimbawa nito ay ang integrins αVβ3 at α1β1, bukod sa ilan pa.

Ang mga integral na ito ay nauugnay sa paglaki ng cancer, pagtaas ng therapeutic resistensya, at hematopoietic neoplasms.

Ebolusyonaryong pananaw

Ang isang mahusay na pagdikit sa pagitan ng mga cell upang mabuo ang mga tisyu ay, nang walang pag-aalinlangan, isang mahalagang katangian na dapat na naroroon sa pagbuo ng ebolusyon ng maraming mga organismo.

Ang paglitaw ng pamilya ng integrin ay nasubaybayan pabalik sa hitsura ng mga metazoans mga 600 milyong taon na ang nakalilipas.

Ang isang pangkat ng mga hayop na may mga katangian ng kasaysayan ng mga ninuno ay ang mga porifer, na karaniwang tinatawag na sponges ng dagat. Sa mga hayop na ito, ang pagdikit ng cell ay nangyayari sa pamamagitan ng isang extracellular na proteoglycan matrix. Ang mga tatanggap na nagbubuklod sa matrix na ito ay nagtataglay ng isang tipikal na integral-binding motif.

Sa katunayan, sa grupong ito ng hayop, natukoy ang mga gene na nauugnay sa mga tukoy na subunits ng ilang integrin.

Sa kurso ng ebolusyon, ang ninuno ng mga metazoans ay nakakuha ng isang integrin at isang integrin-binding domain na natipid sa paglipas ng panahon sa napakalawak na pangkat ng hayop na ito.

Sa istruktura, ang maximum na pagiging kumplikado ng mga integrins ay nakikita sa pangkat ng mga vertebrates. Mayroong iba't ibang mga integrins na hindi naroroon sa mga invertebrate, na may mga bagong domain. Sa katunayan, higit sa 24 iba't ibang mga functional integrins ang nakilala sa mga tao - habang sa fly fly Drosophila melanogaster mayroon lamang 5.

Mga Sanggunian

1. Integrin. University of Navarra Clinic. Nabawi mula sa cun.es.
2. Pag-akyat. Atlas ng kasaysayan ng halaman at hayop. Nabawi mula sa mmegias.webs.uvigo.es.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, et al. (2002). Molekular na Biology ng Cell. Ika-4 na edisyon. New York: Garland Science. Integrins. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
4. RL Anderson, TW Owens & J. Matthew (2014). Ang mga istruktura at mekanikal na pag-andar ng integrins. Mga Review sa Biophysical.
5. Integrin. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
6. Ano ang integrin? MBINFO. Nabawi mula sa mekanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh & D. Bruce. Ang papel ng integrins sa pagbibigay ng senyas ng cell. Nabawi mula sa abcam.com.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Mga pattern ng pagsalakay sa metastases ng utak ng mga solidong cancer. Neuro Oncology.