puolen vuosisadan tutkimus ja >75 000 julkaisua ovat vakiinnuttaneet integriinien perustavan roolin tärkeimpinä solunulkoisen ympäristön ja solujen sisäisen viestinnän kanavina. Toimimalla useiden solunulkoisten ligandien solupintareseptoreina integriini α-Ja β-heterodimeerit osallistuvat kiinteästi lähes kaikkien solutyyppien fysiologisiin ja patofysiologisiin vasteisiin. Liiallinen tai tukahdutettu ligandin sitoutuminen integriineihin liittyy moniin sairauksiin, kuten syöpään, tulehdukseen ja sydän-ja verisuonitauteihin.
varhaisimmista verisoluilla tehdyistä integriinitutkimuksista kävi ilmi, että integriinien kykyä toimia toiminnallisina reseptoreina on valvottava tiukasti. Verihiutaleiden ja leukosyyttien integriinien on nopeasti siirryttävä lepotilasta, jossa niillä on minimaalinen ligandien sitoutumisaktiivisuus aktivoituun tilaan, jossa ne voivat harjoittaa ligandeja, joilla on suuri affiniteetti ja aviditeetti. Näin ollen integriinin aktivaatiota ohjaavista molekyyleistä ja mekanismeista tuli ja on pysynyt tutkimuksen pääteemoina. Vaikka monia modulaattoreita, sekä aktivaattoreita että inhibiittoreita, on kuvattu, 2 solunsisäistä proteiinia, taliineja ja kindliinejä, tiedetään nyt olevan olennainen rooli integriinin aktivaatiossa. Taliinit ja kindliinit sitoutuvat integriini-β-alayksiköiden lyhyissä sytoplasmahännissä suoraan samankaltaisiin mutta ei-peittäviin motiiveihin. Tämä mahdollinen keskittyy kindlins; se tarjoaa lyhyen yhteenvedon nykyisestä käsityksestämme niiden rakenteesta ja toiminnasta ja ennustaa sitten joitakin tulevaisuuden suuntia, joissa kindlinin perheen tutkimus todennäköisesti etenee.
kindliinejä
nisäkkäillä on 3 kindliiniä. Kindlin-1 esiintyy pääasiassa ektodermaalisissa soluissa, kindlin-2 on laajasti jakautunut ja löytyy kardiomyosyyteistä, endoteelisoluista ja fibroblasteista, ja kindlin-3 rajoittuu pääasiassa hematopoieettisiin soluihin. Useat solutyypit ilmaisevat kuitenkin >1 kindliiniä. Jokainen kindliini on FERM-domeenia sisältävä proteiini, joka on nimetty proteiinin 4.1, Ezrinin, radiksinin ja monesiinin mukaan, jotka sisältävät F1 -, F2-ja F3-alivyöhykkeitä. Kindliineissä F1: tä edeltää n-terminaalinen F0-alivyöhyke (kuva), joka ei ole harvinainen FERM-domeenin proteiineissa. Kindliinien erottaminen muista FERM-domeenin proteiineista on F2: n transaktio PH-domeenin avulla. PH-domeenit sitoutuvat usein lipideihin, ja lipidien sitoutuminen kindliineihin auttaa kohdentamaan ne kalvoihin, mikä on integriiniaktivaatiossa tärkeä lokalisaatio. 3 kindlin-suvun jäsenet ovat keskenään samanlaisia (53% aminohappojärjestyksen identiteetti kindlin-2: n ja kindlin-3: n välillä). Kindliinien aminohapposekvenssejä vertailtaessa vaihtelevat alueet ovat säilyneiden alueiden välissä; oletettavasti yhteiset alueet välittävät kindliinien yhteisiä funktioita ja muuttuvat alueet välittävät yksittäisille kindliineille ainutlaatuisia funktioita.1
Kuva. Kindlin-2: n alialueorganisaatio. Top, aliverkkotunnukset kindlin-2 ja niiden vastaavat järjestysnumerot. Pohja, Kindlin-2: n kiderakenne (PDB-koodi 5xpy) aliverkkotunnukset korostettuina. Huomaa, että F2-n on F2: n n-terminaalinen osa ennen PH-domainia, koska rakenteesta puuttuu PH-domain ja C-terminaalinen F2-osa. Tiettyjä tutkimuksen kohteena olevia alueita korostetaan nuolilla, mukaan lukien C-terminaalinen helix, joka yhdistää F1: n ja F3: n; QW, joka on vuorovaikutuksessa integriinin kanssa; ja klatriinilaatikko, joka mahdollisesti sitoutuu klatriiniin.
aiemmat
todisteet siitä, että kindliinit osallistuvat kiinteästi integriinin säätelyyn, ovat yhtyneet useista eri tutkimuslinjoista: (1) lukuisat in vitro-tutkimukset osoittivat,että kindliinien yli – ilmentyminen, tyrmäys tai tyrmäys muuttaa integriinin aktivaatiota 2, 3; (2) C. elegans-tutkimuksessa unc-112: n, kindlin-homologien, puuttuminen vahvistaa uudelleen fenotyypin, joka johtuu integriinin α-Ja β-alayksiköiden ja ILK: n homologien puuttumisesta (Integriinisidottu kinaasi)4; (3) ihmisten sairauksiin on liittynyt kindlin-1: n (KINDLERIN oireyhtymä ) ja KINDLIN-3: n (LADIII) mutaatioita/puutteita, ja ne heijastavat integriiniaktivaation puutteita5; (4) hiirten fenotyypit, joissa kindlin-1: n ja kindlin-3: n geenit inaktivoitiin, heijastavat läheisesti ihmisten sairauksia; ja (5) yksittäisten kindliinien väheneminen tai tyrmäys johtaa kudoskohtaisiin patologioihin, jotka ovat yhdenmukaisia integriiniaktivaation puutteiden kanssa. Yhdessä nämä havainnot osoittavat kindlinin keskeisen roolin integriinin aktivaatiosta riippuvaisissa funktioissa.
nykyinen
aluksi ajateltiin, että integriinin β-alayksiköiden liittäminen talinin pääalueeseen oli välttämätöntä ja riittävää integriinin aktivoimiseksi. Talinin Sitominen suosii integriinin konformaatiomuutosta taivutetusta laajennettuun konformaatioon, joka on sallivampi ligandien sitoutumiselle.6 kuitenkin hiirten ja ihmisten fenotyypit, joilla on puutteita kussakin kindliinissä, osoittavat niiden merkityksen integriinin aktivaatiossa. Lisäksi tutkittaessa ajasta riippuvaa tapahtumasarjaa integriinia sisältävien orastavien fokaalisten kiinnikkeiden muodostumisessa soluissa kindliinit otettiin palvelukseen ennen talinia, 7 vastoin kuviteltua sekvenssiä talin ensin ja sitten kindliinit aktivaatioprosessin loppuun saattamiseksi. Kaksi tuoreempaa havaintoa ovat antaneet jonkin verran selvyyttä kindliinien rooliin aktivoitumisessa. Ensinnäkin kindliinien ja talinin roolit integriiniaktivaatiossa ovat erilliset: vaikka talin kykeni parantamaan monovalentin ligandin sidontaa, kindliinit eivät pystyneet tähän, taliini oli välttämätön affiniteettimodulaatiossa, mutta kindliinit olivat välttämättömiä integriiniklusteroinnissa, joka johti aviditeettimodulaatioon.8 koska integriinit eivät joillakin LADIII-potilailla pysty tukemaan tuottavaa soluvastetta, kuten verihiutaleiden aktivaatiota ja synnynnäistä immuniteettia, kindliinien välittämä integriiniklusterointi on tarpeen toiminnallisten vasteiden muodostamiseksi. Toiseksi, kun käytettiin soluja, joissa kindlin-2-ja talin-geenit inaktivoitiin geeninkoutustekniikalla, todettiin, että kumpikaan ei ole riittävä ja molempia tarvitaan integriinin optimaaliseen aktivaatioon.9
viimeisten 5 vuoden aikana kindliinibiologiasta on syntynyt uusia oivalluksia: ne eivät ainoastaan hallitse integriiniriippuvaisia vasteita, vaan ne myös ohjaavat joitakin soluvasteita, jotka ovat riippumattomia integriinisitoutumisesta. Erottelu riippuu kindliiniä sitovan GLN-Trp (QW) – sekvenssin kyvystä välittää edelleen spesifisiä toiminnallisia vasteita F3-alialueellaan. Nämä vasteet riippuvat kindliinien kyvystä toimia adapteriproteiineina. Tähän mennessä on tunnistettu yli 20 kindlin-sitovaa kumppania.10 Kun jokainen uusi sitova kumppani tunnistetaan, kindlinsin toimintojen repertuaari laajenee.
tulevaisuuden
nykyisestä näköalapaikastamme voidaan hahmottaa useita erityisiä kindliinien tulevaisuuden kehitysalueita.
Kindliinien korkean resoluution rakenteet ja niiden Multimolekulaariset kompleksit
merkittävä edistysaskel kindliinien ymmärtämisessä oli mutantti kindlin-2: n kiderakenne kompleksissa integriinisytoplasmaisten häntien kanssa. Kuten odotettiin, QW sisällä F3 alidomain oli mukana monimutkainen. Erityisesti havaittiin kindlin-2-dimeeri, joka liittyi integriinin aktivaatioon.11 tämä mielenkiintoinen havainto pitää varmistaa täysillä kindlinillä. Kindliinien rakenteen lisäksi niiden kompleksit muiden sitovien kumppaneiden kanssa edistäisivät kenttää merkittävästi. Kindliineillä koottavien molekyylien kryoelektronimikroskopia antaa korkean resoluution fokaalisen adheesiokompleksien järjestämisestä.
Integriiniaktivaation dynamiikka
hyvin epäselvä on integriiniaktivaation kokoamisen aikajakso. Tarvitaan lähestymistapoja, jotka jäljittävät sitovien kumppaneiden rekrytointia integrinin inside-out-ja outside-in-signaloinnin aikana integriinien läpi. Korkean resoluution mikroskopia tarjoaa mahdollisuuden jäljittää paitsi molekyylien rekrytointia fokaalikompleksien muodostamiseen, myös näiden molekyylien ajoitettua poistumista, kun ne kilpailevat integriinien päällekkäisistä sitoutumispaikoista.
Kindliinien välittämä Integriiniaktivaatio
talinin rooli integriiniaktivaatiossa vallitseva malli on sen α-Ja β-sytoplasmaisten häntien dissosiaatio/erottaminen,12 mikä aiheuttaa transmembraanikierteiden jukstaposition muutoksen ja lopulta solunulkoisen alueen siirtymän taipuneesta laajennettuun konformaatioon.13 Tämän prosessin aikana taliini voi myös kilpailla filamiinin kanssa, joka on integriinin inaktivaattori 14; ja filamiinin syrjäyttäminen voi edistää integriinin aktivoitumista. Talinilta on poistettava integriinin sitoutumiskohta näiden konformaatiomuutosten aikaansaamiseksi.15 Kindlin rooli on cluster integrins mutta ovatko nämä ainoa rooli näiden molekyylien aktivointiprosessissa? Nähtäväksi jää, liittyykö talin myös klusteroitumisprosessiin ja voiko kindlin indusoida konformaatiomuutoksia integriinin aktivaatiota tehostavalla integriin heterodimeerillä. Kindliinien oletetaan olevan konstitutiivisesti sitoutuneita integriineihin, mutta kindliinien toimintaa säätelevää aktivoivaa tapahtumaa ei ole systemaattisesti suljettu pois.
tapana olisi päättää kommentaari lyhyeen tiivistelmään, mutta kuten olemme yrittäneet välittää, kindlinsin tarina on vielä kehitteillä. Monet kindlinin biologian osa-alueet kaipaavat perusteellisempia tutkimuksia. Kindliinien rakenteellinen perusta ja dynaaminen osallistuminen integriiniaktivaatioon ja uusiin integriiniriippumattomiin funktioihin ovat ilmeisiä suuntia, jotka vaativat lisäpainotusta. Ennakoimattomat interaktiot voivat entisestään laajentaa kindliinien roolia solubiologiassa.
kiitokset
tämä on hyvin lyhyt kommentaari kindlins. Meillä on erittäin rajalliset pituudet ja viittausten määrä, joita voidaan siteerata ja pyytää aidosti anteeksi kollegoilta, joiden puheenvuoroja ei ole voitu riittävästi tunnustaa.
rahoituslähteet
tätä tutkimusta tukivat National Institutes of Health grants R01 HL096062, PO1 HL073311 ja P01 HL076491.
Tiedot
Ei Mitään.
alaviitteet
tässä artikkelissa esitetyt mielipiteet eivät välttämättä ole päätoimittajien tai American Heart Associationin mielipiteitä.
