INTEGRINER: EGENSKAPER, STRUKTUR OG FUNKSJONER - BIOLOGI - 2026

De Integrinene er en stor gruppe eller familie av proteiner, tilsynelatende unik for dyreriket celleoverflaten. De er hovedressursen til celler for å opprettholde interaksjon (i form av vedheft) med andre celler og med cellematrisen.

Strukturen består av to underenheter kalt alpha og beta. Hos pattedyr er det kjent at det er mellom 16-18 alfaenheter og 3-8 betaer, som vil virke avhengig av deres kombinasjon, og også på den fysiologiske tilstanden til cellen eller spesifikt vev.

Tegning av molekylstrukturen til ITGB3-proteinet (beta 3-integrin). Tatt og redigert fra: Emw.

Det er flere proteiner som har limfunksjoner. Imidlertid er gruppen av integriner den som er mest distribuert og interagerer med alle nøkkelproteinene i cellematrisen. Integriner deltar i fagocytose, cellemigrasjon og sårheling, og studeres til og med høyt for sin deltakelse i metastase.

kjennetegn

De er proteiner som er kjennetegnet ved mekanisk å forene cellulær cytoskjelett fra en celle til en annen og / eller til den ekstracellulære matrisen (i en celle-celle og / eller celle-matriks-interaksjon). Biokjemisk oppdager de hvorvidt vedheft har funnet sted eller overfører cellulære signaler som forbinder det ekstracellulære miljøet med det intracellulære i begge retninger.

De fungerer eller fungerer med andre reseptorer som immunoglobilliner, cadherin, selectins og syndecands. Når det gjelder ligandene til integrinene, består disse blant annet av fibronektin, fibrinogen, kollagen og vitronektin.

Forbindelsen av disse til deres ligander skyldes ekstracellulære divalente kationer som kalsium eller magnesium. Bruken av det ene eller det andre vil avhenge av det spesifikke integrinet.

Integriner har en langstrakt form som ender i et jordformet hode, som i henhold til elektronmikroskopiobservasjoner projiserer mer enn 20 nanometer fra lipid-dobbeltlaget.

Struktur

Integriner er proteiner som tillater kommunikasjon mellom celler.
Kilde: Berkshire Community College Bioscience Image Library

Integriner er heterodimerer, det vil si at de er molekyler som alltid består av to proteiner. Begge proteiner regnes som underenheter eller protomerer og er differensiert som alfa-underenheter og beta-underenheter. Begge underenheter er ikke-kovalent koblet. De har en molekylmasse på mellom 90 til 160 kDa.

Antall alfa- og beta-underenheter varierer mellom forskjellige grupper av organismer i dyreriket. Hos insekter som fruktflue (Drosophyla) er det for eksempel 5 alfa- og 2 beta-underenheter, mens det i nematodeorm av slekten Caenorhabditis er 2 alphas og en beta.

Hos pattedyr antyder forskerne at det er et fast antall underenheter og kombinasjoner av disse; Det er imidlertid ingen enighet i litteraturen om dette tallet. Noen nevner for eksempel at det er 18 alfa-underenheter, 8 beta og 24 kombinasjoner, mens andre snakker om 16 alfa og 8 beta for 22 kombinasjoner.

Hver underenhet har følgende struktur.

Alfa-underenhet

Alfa-underenheten har en struktur med et ß-helix-domene på syv ark eller ark som danner hodet, et domene i låret, to domener til leggen, et enkelt transmembran-domene og også en kort cytoplasmatisk hale som ikke presenterer enzymatisk aktivitet eller bindende for aktin.

Den presenterer kjeder med rundt 1000 til 1200 rester. Det kan binde toverdige kationer.

Hos pattedyr, og det er her integrinene har blitt studert mest, kan alfa-underenhetene grupperes etter om de inneholder et innsatt domene (alfa I) eller ikke.

Med innsatt domene Alpha I

Alfa I-innsatt domene består av et 200 aminosyreregion. Tilstedeværelsen av dette domenet i integrinene indikerer at de er reseptorer for kollagen og leukocytter.

Ingen domene er satt inn

Alfaintegrinsene som ikke har det integrerte domenet, er klassifisert i 4 underfamilier, som vi vil se nedenfor.

PS1

Glykoproteinreseptorer, også kalt lamininer, er viktige for å integrere muskel-, nyre- og hudvev.

PS2

Denne underfamilien er reseptoren for arginylglycylasparaginsyre, også kjent som RGD eller Arg-Gly-Asp.

PS3

Denne underfamilien er observert hos virvelløse dyr, spesielt insekter. Selv om lite er kjent om det, er det studier som evaluerer dens essensielle rolle i den funksjonelle aktiviteten til CD11d-leukocyttintegringenet hos mennesker.

PS4

Denne underfamilien er kjent som alpha 4 / alpha 9-gruppen og omfatter underenhetene med de samme navnene.

Nevnte underenheter er i stand til å pare seg sammen med beta-1 og beta-7-underenhetene. De deler også ligander som er veldig like alfa-underenhetene som presenterer det innsatte alfa I-domenet, så som vaskulære celleadhesjonsmolekyler, blodoppløselige ligander, fibrinogen og andre. inkludert jevnlige patogener.

Beta-underenhet

Strukturelt består beta-underenheten av et hode, en seksjon som kalles stilken / benet, et transmembrane domene og en cytoplasmatisk hale. Hodet er sammensatt av et beta I-domene, som er satt inn i et hybriddomene som binder seg til plexin-semaforintegrindomene, også kjent som PSI.

Stammen / bendelen inneholder fire moduler som er like eller veldig lik den cysteinrike integrinepidermale vekstfaktoren og, som allerede nevnt, en cytoplasmatisk hale. Denne cytoplasmatiske halen, som i alfa-underenheten, har ingen enzymatisk eller aktinbindende aktivitet.

De presenterer kjeder med et antall rester som svinger mellom 760 og 790, og de kan binde, som alfa-underenhetene, bivalente kationer.

Integrin signalering i epitelceller. Tatt og redigert fra K.murphy på engelsk Wikipedia.

Egenskaper

Integriner har flere funksjoner, men de er hovedsakelig kjent for dem som vi vil se nedenfor.

Festing eller kobling av cellen til den ekstracellulære matrisen

Forbindelsen som eksisterer mellom cellen og den ekstracellulære matrisen takket være integrinene favoriserer cellens motstand mot mekanisk trykk, og forhindrer at de rives fra matrisen.

Flere studier antyder at kobling til cellematrisen er et grunnleggende krav for utvikling av flercellede eukaryote organismer.

Cellemigrasjon er en prosess der integriner griper inn ved å binde eller koble til forskjellige underlag. Takket være dette griper de inn i immunresponsen og sårheling.

Signaltransduksjon fra den ekstracellulære matrisen til cellen

Integriner deltar i signaloverføringsprosessen. Dette betyr at de griper inn i mottak av informasjon fra den ekstracellulære væsken, de koder for den og deretter begynner endringen av intracellulære molekyler, som en respons.

Denne signaloverføringen er involvert i et stort antall fysiologiske prosesser som programmert celledestruksjon, celledifferensiering, meiose og mitose (celledeling), og cellevekst, blant andre.

Integriner og kreft

Flere studier viser at integriner spiller en viktig rolle i tumorutvikling, spesielt ved metastase og angiogenese. Et eksempel på dette er integrinene αVβ3 og α1β1, blant noen andre.

Disse integrinene har vært relatert til kreftvekst, økt terapeutisk resistens og hematopoietiske neoplasmer.

Evolusjonære perspektiv

En effektiv vedheft mellom celler for å danne vev var uten tvil en avgjørende egenskap som må ha vært til stede i den evolusjonære utviklingen av flercellede organismer.

Fremveksten av integrinfamilien har blitt sporet tilbake til metazoenes utseende for rundt 600 millioner år siden.

En gruppe dyr med histologiske egenskaper fra forfedrene er den porøse, ofte kalt havsvamp. Hos disse dyrene skjer celleadhesjon av en ekstracellulær proteoglykansk matrise. Reseptorer som binder seg til denne matrisen har et typisk integrin-bindende motiv.

I denne dyregruppen er det identifisert gener relatert til spesifikke underenheter av noen integriner.

I løpet av evolusjonen skaffet metazoens stamfar et integrin og et integrin-bindende domene som har blitt bevart over tid i denne enorme dyregruppen.

Strukturelt sees integrins maksimale kompleksitet i gruppen av virveldyr. Det er forskjellige integriner som ikke er til stede i virvelløse dyr, med nye domener. Mer enn 24 forskjellige funksjonelle integriner er faktisk identifisert hos mennesker - mens det i fruktfluen Drosophila melanogaster bare er 5.

referanser

1. Grin. University of Navarra Clinic. Gjenopprettet fra cun.es.
2. Tiltredelse. Atlas av plante- og dyrehistologi. Gjenopprettet fra mmegias.webs.uvigo.es.
3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, et al. (2002). Molekylærbiologi i cellen. 4. utgave. New York: Garland Science. Griner. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
4. RL Anderson, TW Owens & J. Matthew (2014). Strukturelle og mekaniske funksjoner av integriner. Biofysiske anmeldelser.
5. Grin. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
6. Hva er integrin? MBINFO. Gjenopprettet fra mechanobio.info.
7. S. Mac Fhearraigh & D. Bruce. Rollen til integriner i cellesignalisering. Gjenopprettet fra abcam.com.
8. AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Invasjonsmønstre i hjernemetastaser av faste kreftformer. Neuro onkologi.