Структура, функции и еволюционна перспектива на интегрините



Integrinas те са трансмембранни протеини, отговорни за медииране на адхезията между клетките. Тези протеини имат част, която се простира до околната среда извън клетката и може да се свърже с други протеини в извънклетъчната матрица. Други могат да се свържат с други съседни клетки, с бактериални полизахариди или с определени вирусни протеини.

Всички тези взаимодействия, при които интегрините участват, генерират стабилност по отношение на различните клетъчни кръстовища, формирането на извънклетъчния матрикс, образуването на агрегати на тромбоцитите, установяването на клетъчни връзки в имунната система, наред с други събития от биологично значение..

Интегрините са открити в различни организми, като бозайници, птици, риби и някои прости еукариоти като гъби, нематоди и плодова муха..

индекс

  • 1 Структура
    • 1.1 Структурни общи положения на интегрините
    • 1.2 Характеристики на подединиците
    • 1.3 Ковалентен съюз между подединиците
  • 2 Функции
  • 3 Еволюционна перспектива
  • 4 Препратки

структура

Структурни общности на интегрини

Интегрините са гликопротеини. Протеините са макромолекули, образувани от дълги вериги от аминокиселини, които имат голямо разнообразие от функции в организмите. Терминът "глико" се отнася до присъствието на въглехидрати (наричани още въглехидрати) на веригата от аминокиселини.

Този гликопротеин е трансмембранен, т.е. преминава през плазмената мембрана на клетката. В интегрин могат да се разграничат три области: извънклетъчен домейн, който позволява свързването с други структури, домейн, който пресича клетъчната мембрана, и последният, който е разположен вътре в клетката и се свързва с цитоскелета..

Извънклетъчна част

Една от най-важните характеристики на интегрините е, че частта, която дава извън клетката, има сферична форма. Те имат серия от места, които позволяват разпознаването на молекули, разположени в матрицата. Тези последователности са съставени от аминокиселини аргинин, глицин и аспартат.

Тази част, която участва в съединението, има дължина от около 60 аминокиселинни остатъка

Трансмембранна част

Последователността на протеина, която преминава през клетъчната мембрана, се характеризира с наличието на структура на алфа спиралния тип. След това, две вериги са потопени в цитоплазмата на клетката.

Цитоплазмена част

Вече в цитоплазмата на клетката, можете да се присъедините към други структури, независимо дали са различни протеини, или цитоскелет, като талин, актин, между другото.

"Опашката", която се намира в цитоплазмата, има средна дължина от 75 аминокиселинни остатъка (въпреки че има изключения с повече от 1000 в този регион).

Този механизъм позволява на интегрините да функционират като мост за обмен на информация, която е доста динамична: протеините свързват молекулите на извънклетъчната матрица с молекулите, които се намират вътре, генерирайки поредица от сигнали и предаващи информация..

Характеристики на подединиците

Всеки интегрин се формира от нековалентна асоциация на два трансмембранни гликопротеина: а и р субединица. Тъй като тези субединици не са равни, интегринът се казва, че е хетеродимер (направо от различни и димер от обединението на двете подединици). А веригата има дължина от почти 800 аминокиселини и р със 100 аминокиселини.

А субединицата има две вериги, свързани с дисулфидни връзки и има глобуларна глава с места за свързване на двувалентни катиони. Бета подединицата, от друга страна, е богата на остатъци от аминокиселината цистеин и вътреклетъчната част може да медиира взаимодействията със серия от свързващи протеини.

Ковалентен съюз между субединиците

Има 18 α вериги и 8 Р вериги. Различните комбинации между двете субединици определят съществуващите интегрини с минимум 24 различни димера.

Комбинациите могат да бъдат дадени по следния начин: a с a, или a с няколко β вериги. Р-веригите са отговорни за определяне на това колко специфично ще бъде свързването и дали частта от интегрина, отговорна за медииране на взаимодействието с таргет молекулата.

По този начин, специфични комбинации от субединици определят коя молекула ще бъде свързана. Например интегринът, образуван с аЗ субединица и р1, са специфични за взаимодействието с фибронектин.

Този интегрин е известен като α3β1 (За да ги назовете, просто посочете номера на подединицата като индекс). По подобен начин интегрин а2β1 се свързва с колаген.

функции

Интегрините са важни протеини, позволяващи взаимодействието между клетката и околната среда, тъй като те притежават рецепторите на обединяване към различен компонент на извънклетъчната матрица. По-конкретно, свързването се осъществява между матрицата и цитоскелета.

Благодарение на тези свойства интегрините са отговорни за регулирането на клетъчната форма, ориентация и движение.

В допълнение, интегрините са способни да активират различни вътреклетъчни пътища. Цитоплазмената част на интегрина може да задейства сигнална верига.

Това взаимодействие води до глобален клетъчен отговор, както се случва с конвенционалните сигнални рецептори. Този път води до промени в експресията на гените.

Еволюционна перспектива

Ефективната адхезия между клетките за образуване на тъкани е без съмнение решаваща характеристика, която трябва да присъства в еволюционната еволюция на многоклетъчните организми..

Появата на семейство интегрини е проследена до появата на метазои преди около 600 милиона години.

Група животни с наследствени хистологични характеристики са пориферите, обикновено наричани морски гъби. При тези животни клетъчната адхезия се осъществява от извънклетъчен матрикс на протеогликан. Рецепторите, които се свързват с този матрикс имат типичен интегринов свързващ мотив.

Всъщност в тази група животни ние идентифицирахме гените, свързани със специфични субединици на някои интегрини.

В хода на еволюцията предшественикът на метазоанците е придобил интегрин и свързващ домейн, който се е запазвал с времето в тази огромна група животни..

Структурно, максималната сложност на интегрините се наблюдава в групата на гръбначните животни. Има различни интегрини, които не присъстват в безгръбначните, с нови области. В действителност, повече от 24 различни функционални интегрини са идентифицирани при хората - докато са в плодова муха Drosophila melanogaster има само 5.

препратки

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Съществена клетъчна биология. Garland Science.
  2. Campbell, I. D., & Humphries, M.J. (2011). Интегринова структура, активиране и взаимодействия. Перспективите на Cold Spring Harbor в биологията, 3(3), a004994.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2007). Клетката: молекулен подход. Вашингтон, Съндърланд, Масачузетс.
  4. Kierszenbaum, A.L. (2012). Хистология и клетъчна биология. Elsevier Бразилия.
  5. Koolman, J., & Röhm, К. H. (2005). Биохимия: текст и атлас. Ed. Panamericana Medical.
  6. Quintero, M., Monfort, J., & Mitrović, D. R. (2010). Остеоартроза / Остеоартрит: Биология, физиопатология, клиника и лечение / Биология, патофизиология, клиника и лечение. Ed. Panamericana Medical.
  7. Takada, Y., Ye, X., & Simon, S. (2007). Интегрините. Биология на генома, 8(5), 215.