Integryny
INTEGRYNY – rodzina receptorow transbłonowych zaliczanych do białek adhezyjnych. Integryny tworzą połaczenia międzykomórkowe oraz połaczenia komórka-macierz zewnątrzkomorkowa (ECM). Pełnią również ważną funkcję strukturalną, poprzez wiązania z białkami cytoszkieletu oraz uczestniczą w transdukcji sygnału i odpowiedzi komórki na sygnały mikrośrodowiska. Budowa: Integryny są glikoproteinami. Każna z integryn jest hetorodimerem utworzonym z dwóch podjednostek: α i β. W genomie człowieka znanych jest 18 genów kodujących podjednostkę α oraz 8 genów kodujących podjednostkę β (tab.1). Dodatkowa zmienność jest zapewniana przez alternatywny splicing cząsteczek pre-mRNA kodujących podjednostki integrynowe. Kombinacja białek wchodzących w skład określonej integryny determinuje powinowactwo tego receptora do różnych ligandów (białek ECM). Tabela 1. Geny kodujące podjednostki integryn. PODJEDNOSTKA α
PODJEDNOSTKA β Gen Białko Alternatywne nazwy białka
Gen Białko Alternatywne nazwy białka ITGA1 CD49a VLA1
ITGB1 CD29 MSK12, MDF2 ITGA2 CD49b VLA2
ITGB2 CD18 LFA-1 ITGA3 CD49c VLA3
ITGB3 CD61 GP3A ITGA4 CD49d VLA4
ITGB4 CD104
ITGA5 CD49e VLA5
ITGB5 ITGB5 FLJ26658 ITGA6 CD49f VLA6
ITGB6 ITGB6
ITGA7 ITGA7 FLJ25220
ITGB7 ITGB7
ITGA8 ITGA8
ITGB8
ITGB8
ITGA9 ITGA9 RLC
ITGA10
ITGA10
ITGA11 ITGA11 HsT18964
ITGAD
CD11D
FLJ39841
ITGAE
CD103
HUMINAE
ITGAL
CD11a
LFA1A
iTGAM
CD11b
MAC-1
ITGAV
CD51
VNRA, MSK8
ITGA2B
CD41
GPIIb
ITGAX
CD11c
Funkcja:
1. Tworzenie połaczeń adhezyjnych.
Integryny umożliwiają przytwierdzenie komórki do podłoża poprzez tworzenie połączeń zwierających komórka-macierz zewnątrzkomórkowa (ECM). W połączeniu typu przyczep ogniskowy (ang. focal adhesion) zewnątrzkomórkowa domena integryny wiąże się z białkami ECM (np. fibronektyną), a część cytoplazmatyczna pozostaje związana z filamentami aktynowymi poprzez białka kotwiczące: talinę, paksylinę, winkulinę i α-aktyninę (ryc. 1) [1, 2]. Innym typem integrynowych połaczeń zwierających są hemidesmosomy wiążące komórkę do błony podstawnej. Hemidesmosomy są związane z cytoszkieletem komórki (filamentami pośrednimi) za pomocą pochodnych desmoplakiny [1].
Ryc.1. Budowa przyczepu ogniskowego (ang. focal adhesion) [2].
2. Transdukcja sygnału Integryny są receptorami błonowymi przenoszącymi informacje na temat struktury oraz składu otoczenia komórki. Ligandami dla integryn są: fibronektyna, witronektyna, kolagen oraz laminina. Integryny oraz błonowe receptory kinaz tyrozynowych (RTK - receptor tyrosine kinase) determinują odpowiedź komórki na poziomie: prolifracji, migracji lub apoptozy (ryc.2) [3].
Ryc.2. Szlaki sygnałowe zależne od integryn oraz receptorów kinaz tyrozywych (RTK) [3].
3. Udział w procesie migracji komórki. Integryny tworzą punkty zakotwiczenia komórki do macierzy zewnątrzkomórkowej charakterystyczne dla procesu migracji komórki [4]. Wypustka cytoplazmy zwrócona w kierunku ruchu komórki (lamelipodium) tworzy cienkie palczaste wypustki (filopodia), które łączą się z podłożem za pomocą połaczeń integrynowych. Powoduje to naprężenia w cytoszkielecie i oderwanie się od podloża tylnej części komórki oraz depolimeryzacji filamentów aktynowych (retrakcja) (Ryc.3).
Ryc.3. Przemieszczanie się komórki po podłożu.
Brak wiązań receptorów integrynowych z ligandami indukuje szlak sygnałowy prowadzący do apoptozy (tzw. anoikis).
[1] Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. „Molecular Biology of the Cell. 4th edition.” New York: Garland Science; 2002. [2] Mitra SK, Hanson DA, Schlaepfer DD. „Focal adhesion kinase: in command and control of cell motility.” Nat Rev Mol Cell Biol. 2005 Jan;6(1):56-68. Review. 15688067. [3] Guo W, Giancotti FG. Integrin signalling during tumour progression. Nat Rev Mol Cell Biol. 2004 Oct;5(10):816-26. 15459662. [4] Ngalim SH, Magenau A, Le Saux G, Gooding JJ, Gaus K. „How do cells make decisions: engineering micro- and nanoenvironments for cell migration.” J Oncol. 20652046.