ЦІЛІСНІ ОЗНАКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, БУДОВА ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

У Інтегріни великий група або сімейство білків, по- видимому , унікально до поверхні клітини тваринного світу. Вони є основним ресурсом клітин для підтримки взаємодії (у вигляді адгезії) з іншими клітинами та з клітинною матрицею.

Її структуру складають дві субодиниці, що називаються альфа і бета. У ссавців відомо, що існує 16-16 альфа-одиниць і 3-8 бет, які будуть діяти залежно від їх поєднання, а також від фізіологічного стану клітини або конкретної тканини.

Нанесення молекулярної структури білка ITGB3 (бета-3 інтегрин). Взято та відредаговано з: Emw.

Є кілька білків, які мають адгезивні функції. Однак група інтегринів - це та, яка найбільш розподілена і взаємодіє з усіма ключовими білками клітинної матриці. Інтегрини беруть участь у фагоцитозі, міграції клітин та загоєнні ран і навіть високо вивчені щодо участі у метастазі.

характеристики

Вони являють собою білки, які характеризуються механічним приєднанням клітинного цитоскелету однієї клітини до іншої та / або до позаклітинного матриксу (у взаємодії клітина-клітина та / або клітина-матриця). Біохімічно вони виявляють, чи відбулася адгезія чи ні, і перетворюють клітинні сигнали, що пов'язують позаклітинне середовище з внутрішньоклітинним в обох напрямках.

Вони працюють або функціонують з іншими рецепторами, такими як імуноглобіліни, кадгерин, селектини та синдекандри. Що стосується лігандів інтегринів, то вони складаються з фібронектину, фібриногену, колагену і вітронектину.

Об'єднання цих лігандів відбувається за рахунок позаклітинних двовалентних катіонів, таких як кальцій або магній. Використання того чи іншого буде залежати від конкретного інтегрину.

Інтегрини мають витягнуту форму, що закінчується головою у формі земної кулі, яка, згідно з спостереженнями електронної мікроскопії, проектує більше 20 нанометрів з ліпідного двошарового шару.

Будова

Інтегрини - це білки, які дозволяють спілкуватися між клітинами.
Джерело: Бібліотека зображень біологічних наук Беркширського коледжу

Інтегрини - гетеродимери, тобто це молекули, що завжди складаються з двох білків. Обидва білки вважаються субодиницями або протомерами і диференціюються як альфа-субодиниці та бета-субодиниці. Обидві субодиниці не ковалентно пов'язані. Вони мають молекулярну масу від 90 до 160 кДа.

Кількість альфа- та бета-субодиниць різниться між різними групами організмів тваринного світу. У таких комах, як плодова муха (Drosophyla), наприклад, є 5 альфа-і 2 бета-субодиниці, тоді як у глистів нематоди роду Caenorhabditis є 2 альфа та одна бета.

У ссавців дослідники припускають, що існує фіксована кількість субодиниць та їх комбінацій; однак у літературі немає єдиної думки щодо цього числа. Наприклад, одні згадують, що існує 18 альфа-субодиниць, 8 бета-і 24 комбінацій, а інші говорять про 16 альфа-і 8-бета-версій для 22 комбінацій.

Кожна субодиниця має таку структуру.

Альфа-субодиниця

Альфа-субодиниця має структуру з β-спіральним доменом із семи аркушів або аркушів, які утворюють голову, домен у стегні, два домени теляти, єдиний трансмембранний домен, а також короткий цитоплазматичний хвіст, який не має ферментативної активності або зв'язування з актином.

У ньому представлені ланцюги з приблизно 1000 до 1200 залишків. Він може зв’язувати двовалентні катіони.

У ссавців, де найбільше вивчено інтегрини, альфа-субодиниці можуть бути згруповані відповідно до того, містять вони чи ні вставлений домен (альфа I).

Із вставленим доменом Alpha I

Введений домен альфа I складається з 200 амінокислотної області. Наявність цього домену в інтегринах вказує на те, що вони є рецепторами для колагену і лейкоцитів.

Не введено домен

Альфа інтегрини, які не мають інтегрованого домену, класифікуються на 4 підродини, які ми побачимо нижче.

PS1

Глікопротеїнові рецептори, які також називаються ламінами, життєво важливі для інтеграції тканин м’язів, нирок та шкіри.

PS2

Ця підсімейство є рецептором аргінілгліциласпарагінової кислоти, також відомим як RGD або Arg-Gly-Asp.

PS3

Ця підсімейство спостерігалося у безхребетних, особливо комах. Хоча про це мало відомо, є дослідження, які оцінюють його істотну роль у функціональній активності гена інтегрину CD11d лейкоцитів у людини.

PS4

Ця підсімейство відоме як група альфа 4 / альфа 9 і включає підрозділи з тими ж назвами.

Зазначені субодиниці здатні поєднуватися з субодиницями бета 1 та бета 7. Також вони поділяють ліганди, дуже схожі на альфа-субодиниці, які представляють вбудований домен альфа-I, такий як молекули адгезії судинних клітин, розчинні в крові ліганди, фібриноген та інші. включаючи навіть збудники хвороб.

Бета-субодиниця

Конструктивно бета-субодиниця складається з голови, секції, що називається стебло / нога, трансмембранного домену та цитоплазматичного хвоста. Голова складається з бета-домену I, який вставляється у гібридний домен, який зв'язується з домом плексин-семафор-інтегрин, також відомим як PSI.

Розділ стебла / ніжки містить чотири модулі, рівні або дуже схожі на фактор росту епідермального інтегрину, багатий цистеїном, і, як уже було сказано, цитоплазматичний хвіст. Цей цитоплазматичний хвіст, як і в альфа-субодиниці, не має ферментативної або актин-зв'язуючої активності.

Вони мають ланцюги з кількістю залишків від 760 до 790 і можуть зв'язувати, як і альфа-субодиниці, двовалентні катіони.

Інтегринова сигналізація в епітеліальних клітинах. Знято та відредаговано у K.murphy в англійській Вікіпедії.

Особливості

Цілі ряди мають кілька функцій, однак для яких вони в основному відомі - це ті, які ми побачимо нижче.

Прикріплення або приєднання клітини до позаклітинного матриксу

З'єднання, що існує між клітиною та позаклітинним матриком завдяки інтегринам, сприяє стійкості клітини до механічної тяги, не даючи їм вирватися з матриці.

Кілька досліджень припускають, що зв'язування з клітинною матрицею є основною вимогою для розвитку багатоклітинних еукаріотичних організмів.

Міграція клітин - це процес, при якому інтегрини втручаються шляхом зв'язування або зчеплення з різними субстратами. Завдяки цьому вони втручаються в імунну відповідь та загоєння ран.

Трандукція сигналу від позаклітинного матриксу до клітини

Інтегрини беруть участь у процесі передачі сигналу. Це означає, що вони втручаються в прийом інформації з позаклітинної рідини, вони кодують її і тоді починається зміна внутрішньоклітинних молекул як відповідь.

Ця трансдукція сигналу бере участь у великій кількості фізіологічних процесів, таких як запрограмована деструкція клітин, диференціювання клітин, мейоз та мітоз (поділ клітин) та ріст клітин.

Інтегрини та рак

Кілька досліджень показують, що інтегрини відіграють важливу роль у розвитку пухлини, особливо при метастазі та ангіогенезі. Прикладом цього є інтегрини αVβ3 та α1β1, серед деяких інших.

Ці інтегрини були пов'язані з раковим ростом, підвищеною терапевтичною стійкістю та гемопоетичними новоутвореннями.

Еволюційна перспектива

Ефективна адгезія між клітинами для формування тканин, без сумніву, була вирішальною характеристикою, яка повинна бути присутнім в еволюційному розвитку багатоклітинних організмів.

Поява сімейства інтегринів простежується до появи метазой приблизно 600 мільйонів років тому.

Група тварин з предкові гістологічними характеристиками - це породисті, які зазвичай називають морськими губками. У цих тварин адгезія клітин відбувається за допомогою позаклітинного протеогліканового матриксу. Рецептори, що зв'язуються з цією матрицею, мають типовий інтегрин-зв'язуючий мотив.

Фактично, у цій групі тварин були виявлені гени, що відносяться до конкретних субодиниць деяких інтегринів.

В ході еволюції пращур метазоїв придбав інтегрин та інтегрин-зв'язуючий домен, який з часом зберігався в цій величезній групі тварин.

Структурно максимальна складність інтегринів спостерігається у групі хребетних. Існують різні інтегрини, яких немає у безхребетних, з новими доменами. Дійсно, у людини виявлено понад 24 різних функціональних інтегринів - у той час як у плодової мухи Drosophila melanogaster їх є лише 5.

Список літератури

1. Інтегрин. Клініка Університету Наварри. Відновлено з cun.es.
2. Приєднання. Атлас гістології рослин та тварин. Відновлено з mmegias.webs.uvigo.es.
3. Б. Альбертс, А. Джонсон, Дж. Льюїс та ін. (2002). Молекулярна біологія клітини. 4-е видання. Нью-Йорк: Гарленд Наука. Цілі. Відновлено з ncbi.nlm.nih.gov.
4. Р.Л. Андерсон, TW Owens & J. Matthew (2014). Структурно-механічні функції інтегринів. Біофізичні огляди.
5. Інтегрин. Відновлено з сайту en.wikipedia.org
6. Що таке інтегрин? МБІНФО. Відновлено з mechanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh & D. Bruce. Роль інтегринів у клітинній сигналізації. Відновлено з abcam.com.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Закономірності інвазії метастазів твердого раку в мозок. Нейрова онкологія.