integrin adalah kelompok besar atau keluarga protein, tampaknya unik untuk permukaan sel hewan. Mereka adalah sumber utama sel untuk mempertahankan interaksi (dalam bentuk adhesi) dengan sel lain dan dengan matriks sel.
Strukturnya terdiri dari dua subunit yang disebut alfa dan beta. Pada mamalia diketahui bahwa ada antara 16-18 unit alfa dan 3-8 beta, yang akan bekerja tergantung pada kombinasinya, dan juga pada keadaan fisiologis sel atau jaringan tertentu.
Gambar struktur molekul protein ITGB3 (integrin beta 3). Diambil dan diedit dari: Emw [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].
Ada beberapa protein yang memiliki fungsi perekat. Namun, kelompok integrin adalah yang paling terdistribusi dan berinteraksi dengan semua protein kunci dari matriks sel. Integrin berpartisipasi dalam fagositosis, migrasi sel, dan penyembuhan luka, dan bahkan sangat dipelajari untuk partisipasi mereka dalam metastasis.
Indeks artikel
Karakteristik
Mereka adalah protein yang dicirikan dengan secara mekanis bergabung dengan sitoskeleton seluler dari satu sel ke sel lain dan / atau ke matriks ekstraseluler (dalam interaksi sel-sel dan / atau sel-matriks). Secara biokimia, mereka mendeteksi apakah adhesi telah terjadi atau tidak, dan mentransduksi sinyal seluler yang menghubungkan lingkungan ekstraseluler dengan lingkungan intraseluler, di kedua arah.
Mereka bekerja atau berfungsi dengan reseptor lain seperti imunoglobilin, cadherin, selektin, dan sindekand. Mengenai ligan integrin, ini dibentuk oleh fibronektin, fibrinogen, kolagen dan vitronektin, antara lain.
Pengikatan ini ke ligan mereka disebabkan oleh kation divalen ekstraseluler seperti kalsium atau magnesium. Penggunaan satu atau yang lain akan tergantung pada integrin spesifik.
Integrin memiliki bentuk memanjang yang berakhir di kepala berbentuk balon, yang menurut pengamatan mikroskop elektron, memproyeksikan lebih dari 20 nanometer dari lapisan ganda lipid.
Struktur
Integrin adalah protein yang memungkinkan komunikasi antar sel. Sumber: Berkshire Community College Bioscience Image Library [CC0]
Integrin adalah heterodimer, yaitu, mereka adalah molekul yang selalu terdiri dari dua protein. Kedua protein dianggap sebagai subunit atau protomer dan dibedakan sebagai subunit alfa dan subunit beta. Kedua subunit terhubung secara non-kovalen. Mereka memiliki massa molekul antara 90 hingga 160 kDa.
Jumlah subunit alfa dan beta bervariasi antara kelompok organisme yang berbeda dalam kingdom hewan. Pada serangga seperti lalat buah ( Drosophyla ), misalnya terdapat 5 subunit alfa dan 2 subunit beta, sedangkan pada cacing nematoda genus Caenorhabditis terdapat 2 subunit alfa dan satu beta.
Pada mamalia, para peneliti menyarankan bahwa ada sejumlah subunit yang tetap dan kombinasinya; Namun, tidak ada konsensus dalam literatur mengenai jumlah ini. Misalnya, beberapa menyebutkan bahwa ada 18 subunit alfa, 8 beta dan 24 kombinasi, sementara yang lain berbicara tentang 16 alfa dan 8 beta untuk 22 kombinasi.
Setiap subunit memiliki struktur berikut.
Subunit alfa
Subunit alfa menyajikan struktur dengan domain -helix tujuh lembar atau lembaran yang membentuk kepala, domain di paha, dua domain betis, domain transmembran tunggal dan juga ekor sitoplasma pendek yang tidak menunjukkan aktivitas enzimatik. atau mengikat aktin.
Ini menyajikan rantai dengan sekitar 1000 hingga 1200 residu. Dapat mengikat kation divalen.
Pada mamalia, di mana integrin telah dipelajari paling banyak, subunit alfa dapat dikelompokkan menurut apakah mereka mengandung domain yang disisipkan (alfa I) atau tidak.
Dengan domain yang dimasukkan Alpha I
Domain yang disisipkan alfa I terdiri dari 200 wilayah asam amino. Kehadiran domain ini dalam integrin menunjukkan bahwa mereka adalah reseptor untuk kolagen dan leukosit.
Tidak ada domain yang dimasukkan
Integrin alfa yang tidak memiliki domain terintegrasi diklasifikasikan ke dalam 4 subfamili, yang akan kita lihat di bawah.
PS1
Reseptor glikoprotein, juga disebut laminin, sangat penting untuk mengintegrasikan otot, ginjal, dan jaringan kulit.
PS2
Subfamili ini adalah reseptor untuk asam arginylglycylaspartic, juga dikenal sebagai RGD atau Arg-Gly-Asp.
PS3
Subfamili ini telah diamati pada invertebrata , khususnya serangga. Meskipun sedikit yang diketahui tentangnya, ada penelitian yang mengevaluasi peran esensialnya dalam aktivitas fungsional gen integrin leukosit CD11d pada manusia.
PS4
Subfamili ini dikenal sebagai grup alfa 4 / alfa 9 dan terdiri dari subunit dengan nama yang sama.
Subunit tersebut mampu berpasangan dengan subunit beta 1 dan beta 7. Mereka juga berbagi ligan yang sangat mirip dengan subunit alfa yang menghadirkan domain alfa I yang disisipkan, seperti molekul adhesi sel vaskular, ligan yang larut dalam darah, fibrinogen, dan lainnya. termasuk genap patogen.
Subunit beta
Secara struktural, subunit beta terdiri dari kepala, bagian yang disebut batang / kaki, domain transmembran, dan ekor sitoplasma. Kepala terdiri dari domain beta I, yang menyisipkan ke dalam domain hibrida yang mengikat domain plexin-semaphore-integrin, juga dikenal sebagai PSI.
Bagian batang / kaki berisi empat modul yang sama atau sangat mirip dengan faktor pertumbuhan epidermal integrin yang kaya sistein dan, seperti yang telah disebutkan, ekor sitoplasma. Ekor sitoplasma ini, seperti pada subunit alfa, tidak memiliki aktivitas pengikatan enzim atau aktin.
Mereka memiliki rantai dengan sejumlah residu berkisar antara 760 dan 790, dan dapat mengikat, seperti subunit alfa, kation bivalen.
Sinyal integrin dalam sel epitel. Diambil dan diedit dari K.murphy di Wikipedia bahasa Inggris [Domain Domain Publik].
Fitur
Integrin memiliki banyak fungsi, namun yang paling dikenal adalah yang akan kita lihat di bawah.
Perlekatan atau penggabungan sel ke matriks ekstraseluler
Hubungan yang ada antara sel dan matriks ekstraselular berkat integrin mendukung ketahanan sel terhadap tekanan mekanis, mencegah mereka terlepas dari matriks.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa penggabungan ke matriks sel adalah persyaratan dasar untuk pengembangan organisme eukariotik multiseluler.
Migrasi sel adalah proses di mana integrin campur tangan dengan mengikat atau menggabungkan ke substrat yang berbeda. Berkat ini mereka campur tangan dalam respon imun dan penyembuhan luka.
Transduksi sinyal dari matriks ekstraseluler ke sel
Integrin berpartisipasi dalam proses transduksi sinyal. Ini berarti bahwa mereka campur tangan dalam penerimaan informasi dari cairan ekstraseluler, mereka mengkodekannya dan kemudian perubahan molekul intraseluler dimulai, sebagai respons.
Transduksi sinyal ini terlibat dalam sejumlah besar proses fisiologis seperti penghancuran sel terprogram, diferensiasi sel, meiosis dan mitosis (pembelahan sel), dan pertumbuhan sel, antara lain.
Integrin dan kanker
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa integrin berperan penting dalam perkembangan tumor, terutama dalam metastasis dan angiogenesis. Contohnya adalah integrin Vβ3 dan 1β1, di antara beberapa lainnya.
Integrin ini telah dikaitkan dengan pertumbuhan kanker, peningkatan resistensi terapeutik, dan neoplasma hematopoietik.
Perspektif evolusi
Adhesi yang efisien antar sel untuk membentuk jaringan, tanpa diragukan lagi, merupakan karakteristik penting yang pasti ada dalam perkembangan evolusioner organisme multiseluler.
Munculnya keluarga integrin telah dilacak pada kemunculan metazoa sekitar 600 juta tahun yang lalu.
Sekelompok hewan dengan karakteristik histologis nenek moyang adalah berpori, biasa disebut spons laut. Pada hewan ini, adhesi sel terjadi oleh matriks proteoglikan ekstraseluler. Reseptor yang mengikat matriks ini memiliki motif pengikatan integrin yang khas.
Faktanya, dalam kelompok hewan ini, gen yang terkait dengan subunit spesifik dari beberapa integrin telah diidentifikasi.
Dalam perjalanan evolusi, nenek moyang metazoa memperoleh integrin dan domain pengikatnya yang telah dilestarikan dari waktu ke waktu dalam kelompok hewan yang sangat besar ini.
Secara struktural, kita melihat kompleksitas maksimum integrin dalam kelompok vertebrata . Ada integrin berbeda yang tidak ada pada invertebrata, dengan domain baru. Memang, pada manusia lebih dari 24 integrin fungsional yang berbeda telah diidentifikasi – sedangkan pada lalat buah Drosophila melanogaster hanya ada 5.
Referensi
- terpadu. Klinik Universitas Navarra. Dipulihkan dari cun.es.
- Pencapaian. Atlas histologi tumbuhan dan hewan. Dipulihkan dari mmegias.webs.uvigo.es.
- B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, dkk. (2002). Biologi Molekuler Sel. edisi ke-4. New York: Ilmu Garland. integrin. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
- RL Anderson, TW Owens & J. Matthew (2014). Fungsi struktural dan mekanik integrin. Ulasan Biofisik.
- Integritas. Dipulihkan dari en.wikipedia.org.
- Apa itu integrin? MBINFO. Dipulihkan dari mechanobio.info.
- S. Mac Fhearraigh & D. Bruce. Peran integrin dalam pensinyalan sel. Dipulihkan dari abcam.com.
- AS Berghoff, O. Rajky, F. Winkler, R. Bartsch, J. Furtner, JA Hainfellner, SL Goodman, M. Weller, J. Schittenhelm, M. Preusser (2013). Pola invasi pada metastasis otak kanker padat. Neuro Onkologi.
