Integrins struktur, funktioner og evolutionært perspektiv



Den integrinas de er transmembrane proteiner, der er ansvarlige for medierende adhæsion mellem celler. Disse proteiner har en del, der strækker sig til miljøet uden for cellen og kan binde til andre proteiner i den ekstracellulære matrix. Andre kan binde til andre tilstødende celler, til bakterielle polysaccharider eller visse virale proteiner.

Alle disse vekselvirkninger, hvori integrinerne deltager, frembringer stabilitet med hensyn til de forskellige cellulære krydsninger, dannelsen af ​​den ekstracellulære matrix, dannelsen af ​​aggregater af blodplader, etablering af cellulære kryds i immunsystemet, blandt andre begivenheder af biologisk relevans.

Integriner er fundet i forskellige organismer, såsom pattedyr, fugle, fisk og nogle enkle eukaryoter som svampe, nematoder og frugtflyve..

indeks

  • 1 struktur
    • 1.1 Integriske strukturelle generaliteter
    • 1.2 Underenheds egenskaber
    • 1.3 Kovalent union mellem underenhederne
  • 2 funktioner
  • 3 Evolutionært perspektiv
  • 4 referencer

struktur

Strukturelle generaliteter af integriner

Integriner er glycoproteiner. Proteiner er makromolekyler dannet af lange kæder af aminosyrer, der har en lang række funktioner i organismer. Udtrykket "glyco" refererer til tilstedeværelsen af ​​kulhydrater (også kaldet kulhydrater) til aminosyrernes kæde.

Dette glycoprotein er transmembran, det vil sige det krydser cellens plasmamembran. I integrinet kan der skelnes mellem tre domæner: et ekstracellulært domæne, der tillader foreningen med andre strukturer, et domæne der krydser cellemembranen, og den sidste der er placeret inde i cellen og forbinder cytoskelet.

Ekstracellulær del

Et af de vigtigste egenskaber ved integriner er, at den del, der giver uden for cellen, har en kugleform. Disse har en række steder, der tillader genkendelse af molekyler i matrixen. Disse sekvenser er sammensat af aminosyrerne arginin, glycin og aspartat.

Denne del, der deltager i foreningen, har en længde på ca. 60 aminosyrerester

Transmembran portion

Sekvensen af ​​proteinet, som passerer gennem cellemembranen, er karakteriseret ved at have en struktur af alfa helix typen. Derefter nedsættes to kæder i cellens cytoplasma.

Cytoplasmisk del

Allerede i cytoplasma i cellen kan du tilslutte sig andre strukturer, uanset om de er forskellige proteiner eller cytoskelettet, såsom talin, actin, blandt andre.

Den "hale", som ligger i cytoplasmaet, har en gennemsnitlig længde på 75 aminosyrerester (selvom der er undtagelser med mere end 1000 i denne region).

Denne mekanisme gør det muligt for integrinerne at fungere som en bro til udveksling af information, der er ret dynamisk: proteiner binder molekylerne i den ekstracellulære matrix til de molekyler, der er placeret indeni, genererer en række signaler og transmitterer information.

Karakteristika for underenhederne

Hvert integrin dannes ved den ikke-kovalente association af to transmembran-glycoproteiner: a- og p-underenheden. Da disse underenheder ikke er ens, siges integrinet som en heterodimer (lige af forskellige og dimer af foreningen af ​​de to underenheder). A-kæden har en længde på næsten 800 aminosyrer og p med 100 aminosyrer.

A-underenheden har to kæder forbundet med disulfidbindinger og har et globulært hoved med divalente kationbindingssteder. P-underenheden er på den anden side rig på rester af aminosyrecysteinen, og den intracellulære del kan mediere interaktioner med en række forbindende proteiner.

Kovalent union mellem underenhederne

Der er 18 α kæder og 8 β kæder. De forskellige kombinationer mellem begge underenheder bestemmer integrinerne, der eksisterer, med mindst 24 forskellige dimer.

Kombinationerne kan gives på følgende måde: a α med en β eller a med flere β-kæder. P-strengene er ansvarlige for at bestemme, hvor præcist bindingen vil være, og er den del af integrin, der er ansvarlig for formidling af interaktionen med målmolekylet.

På denne måde bestemmer bestemte kombinationer af underenheder, hvilket molekyle der vil blive knyttet til. For eksempel er integrinet dannet med en a3-underenhed og p1 specifikt for interaktionen med fibronectin.

Dette integrin er kendt som a3β1 (For at nævne dem skal du blot nævne underenhedsnummeret som et abonnement). Tilsvarende integreres integrin α2β1 binder til kollagen.

funktioner

Integrinerne er afgørende proteiner til at tillade samspillet mellem cellen og miljøet, da de har unionens receptorer til en anden bestanddel af den ekstracellulære matrix. Specifikt forekommer bindingen mellem matrixen og cytoskelettet.

Takket være disse egenskaber er integriner ansvarlige for reguleringen af ​​celleform, orientering og bevægelse.

Derudover er integriner i stand til at aktivere forskellige intracellulære veje. Den cytoplasmatiske del af integrinet kan udløse en signalkæde.

Denne interaktion fører til et globalt cellulært respons, som forekommer med konventionelle signalreceptorer. Denne vej fører til ændringer i generets udtryk.

Evolutionært perspektiv

En effektiv adhæsion mellem celler til dannelse af væv var uden tvivl en afgørende egenskab, der burde have været til stede i den evolutionære udvikling af multicellulære organismer.

Fremkomsten af ​​integrinfamilien er blevet sporet til udseendet af metazoans omkring 600 millioner år siden.

En gruppe dyr med forfædre histologiske egenskaber er porifera, der almindeligvis kaldes havsvampe. I disse dyr forekommer celleadhæsion ved hjælp af en ekstracellulær matrix af proteoglycan. Receptorerne, der binder til denne matrix, har et typisk integrinbindende motiv.

Faktisk har vi i denne dyregruppe identificeret generene relateret til specifikke underenheder af nogle integriner.

I løbet af evolutionen fik forfædrene af metazoerne et integrin og et bindende domæne, der er blevet bevaret over tid i denne enorme dyregruppe.

Strukturelt ses integins maksimale kompleksitet i gruppen af ​​hvirveldyr. Der er forskellige integriner, der ikke er til stede hos hvirvelløse dyr, med nye domæner. Faktisk er mere end 24 forskellige funktionelle integriner blevet identificeret hos mennesker - i frugtsluften Drosophila melanogaster der er kun 5.

referencer

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland Science.
  2. Campbell, I. D., & Humphries, M. J. (2011). Integrin struktur, aktivering og interaktioner. Cold Spring Harbor perspektiver i biologi, 3(3), a004994.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2007). Cellen: en molekylær tilgang. Washington, DC, Sunderland, MA.
  4. Kierszenbaum, A. L. (2012). Histologi og cellebiologi. Elsevier Brasilien.
  5. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biokemi: tekst og atlas. Ed. Panamericana Medical.
  6. Quintero, M., Monfort, J., & Mitrovic, D. R. (2010). Osteoarthrose / slidgigt: biologi, fysiopatologi, klinik og behandling / biologi, patofysiologi, klinisk og behandling. Ed. Panamericana Medical.
  7. Takada, Y., Ye, X., & Simon, S. (2007). Integrinerne. Genombiologi, 8(5), 215.