Kindlin-Familien Av Adapterproteiner

et halvt århundre med forskning og > 75 000 publikasjoner har sementert integrins grunnleggende rolle som hovedledninger for kommunikasjon mellom det ekstracellulære miljøet og det indre av celler. Ved å fungere som celle-overflate-reseptorer for en rekke ekstracellulære ligander, er integrin α og β heterodimerer integrert involvert i de fysiologiske og patofysiologiske responsene til nesten alle celletyper. Overdreven eller undertrykt ligandbinding til integriner er involvert i mange sykdommer, inkludert kreft, betennelse og kardiovaskulære sykdommer.

fra de tidligste studiene av integriner på blodceller ble det tydelig at deres evne til å tjene som funksjonelle reseptorer må kontrolleres tett. Integriner på blodplater og leukocytter må raskt passere fra hvilestatus, hvor de viser minimal ligandbindende aktivitet til en aktivert tilstand der de kan engasjere ligander med høy affinitet og aviditet. Derfor ble molekylene og mekanismene som styrer integrinaktivering, og har vært viktige temaer for forskning. Selv om mange modulatorer, både aktivatorer og hemmere, har blitt beskrevet, er 2 intracellulære proteiner, taliner og kindlins, nå kjent for å spille viktige roller i integrinaktivering. Taliner og kindlins binder seg direkte til lignende, men ikke-overlappende motiver i de korte cytoplasmatiske haler av integrin-β underenheter. Denne potensielle fokuserer på kindlins; det gir en kort oppsummering av vår nåværende forståelse av deres struktur og funksjon, og deretter spår noen fremtidige retninger der forskning på kindlin familien er sannsynlig å fortsette.

Kindlins

det er 3 kindlins i pattedyr. Kindlin-1 finnes hovedsakelig i ektodermale celler, kindlin-2 distribueres bredt og finnes i kardiomyocytter, endotelceller og fibroblaster, og kindlin-3 er hovedsakelig begrenset til hematopoietiske celler. Flere celletyper uttrykker imidlertid > 1 kindlin. Hver kindlin er ET FERM-domeneholdig protein, så oppkalt etter et motiv som finnes i protein 4.1, ezrin, radixin og monesin, som inneholder F1, F2 og F3 underdomener. I kindlins er F1 foran Et N-terminal f0 underdomene (Figur), som ikke er sjeldent blant FERM-domeneproteiner. Skille kindlins fra ANDRE FERM domene proteiner er transeksjonen Av F2 AV ET PH-domene. PH-domener er ofte lipidbindende, og lipidbinding til kindlins bidrar til å målrette dem mot membraner, en lokalisering som er viktig for integrinaktivering. De 3 kindlin-familiemedlemmene ligner hverandre (53% aminosyresekvensidentitet mellom kindlin – 2 og kindlin-3). Ved å sammenligne aminosyresekvenser av kindlins, variable regioner er ispedd blant konserverte regioner; antagelig, felles regioner formidle felles funksjoner blant kindlins og variable regioner formidle funksjoner som er unike for de enkelte kindlins.1

Fortiden

Bevis for at kindlins er integrert involvert i integrinregulering sammenfalt fra flere forskjellige undersøkelseslinjer: (1) tallrike in vitro-studier viste at overekspresjon, knockdown eller knockout av kindlins endrer integrinaktivering2, 3; (2) I C. elegans rekapitulerer fraværet av unc – 112,kindlin homolog, fenotypen som oppstår ved fravær av homologene til integrin α-og β-underenheter og ILK (Integrin-Koblet Kinase)4; (3) humane sykdommer har vært assosiert med mutasjoner / mangler av kindlin-1 (KINDLER Syndrom) og KINDLIN-3 (LADIII ) og reflekterer underskudd i integrinaktivering hos berørte individer5; (4) fenotypene til mus hvor genene kindlin-1 og kindlin-3 ble inaktivert, gjenspeiler nøye de menneskelige sykdommene; og (5) reduksjon eller knockout av individuelle kindlins fører til vevsspesifikke patologier, i samsvar med underskudd i integrinaktivering. Sammen etablerer disse observasjonene kindlins viktige rolle i funksjoner som er avhengige av integrinaktivering.

Den Nåværende

I Utgangspunktet ble det antatt at inngrep av integrin β-underenheter med talins hoveddomene var nødvendig og tilstrekkelig for integrinaktivering. Binding av talin favoriserer en konformasjonsovergang av integrin fra en bøyd til en utvidet konformasjon som er mer permissiv til ligand-inngrep.6 imidlertid fastslår fenotypene til mus og mennesker med mangler av hver kindlin deres betydning for integrinaktivering. Videre ble kindlins rekruttert før talin, 7 i motsetning til den forutsagte sekvensen av talin først og deretter kindlins for å fullføre aktiveringsprosessen ved å undersøke den tidsavhengige sekvensen av hendelser i dannelsen av integrinholdige nascent fokale adhesjoner i celler. To nyere observasjoner har gitt noe klarhet i kindlins rolle i aktivering. For det første er rollene til kindlins og talin i integrinaktivering forskjellige: selv om talin var i stand til å forbedre bindingen av en monovalent ligand, kindlins kunne ikke oppnå dette, talin var nødvendig for affinitetsmodulasjon, men kindlins var nødvendig for integrin clustering fører til aviditetsmodulasjon.8 fordi integriner hos NOEN LADIII-pasienter ikke kan støtte produktive cellulære responser, som blodplateaktivering og medfødt immunitet, må integrinklynging mediert av kindlins være nødvendig for å montere funksjonelle responser. For det andre, ved bruk av celler der genene kindlin – 2 og talin ble inaktivert av genknockout-teknologi, ble det konkludert med at det ikke er tilstrekkelig, og begge er nødvendige for optimal integrinaktivering.9

i løpet av de siste 5 årene har ny innsikt i kindlinbiologi oppstått: de kontrollerer ikke bare integrinavhengige responser, men de styrer også noen cellulære responser som er uavhengige av deres integrinbinding. Skillet avhenger av kapasiteten til en kindlin bærende mutasjoner av sin integrin binding Gln-Trp (QW) sekvens i Sin F3 underdomene å fortsatt formidle spesifikke funksjonelle responser. Disse responsene avhenger av kapasiteten til kindlins for å fungere som adapterproteiner. Mer enn 20 kindlin bindende partnere har blitt identifisert til dags dato.10 Etter hvert som hver nye bindingspartner identifiseres, utvides repertoaret av kindlins ‘ funksjoner.

Fremtiden

fra vårt nåværende utsiktspunkt kan man se for seg flere spesifikke områder for fremtidig fremgang på kindlins.

Høyoppløselige Strukturer Av Kindlins Og Dens Multimolekylære Komplekser

et stort fremskritt i vår forståelse av kindlins ble gitt av krystallstrukturen til mutant kindlin-2 i kompleks med integrin cytoplasmiske haler. SOM forventet VAR QW innenfor F3-underdomenet engasjert i komplekset. Av spesiell oppmerksomhet ble en kindlin-2 dimer detektert og implisert i integrinaktivering.11 dette interessante funnet må bekreftes med en full lengde kindlin. Utover strukturen av kindlins per se, ville deres komplekser med andre bindende partnere fremme feltet betydelig. Kryo-elektronmikroskopi av molekyler som samles med kindlins, vil gi høy oppløsning av organisasjonen av fokale adhesjonskomplekser.

Dynamikk For Integrinaktivering

Veldig tvetydig er den tidsmessige sekvensen av hendelser som oppstår under montering av integrinaktivering. Tilnærminger som sporer rekruttering av bindende partnere under integrin innvendig og utvendig-i signalering på tvers av integriner er nødvendig. Høyoppløselig mikroskopi gir muligheten til å spore ikke bare rekruttering av molekyler til å danne fokale komplekser, men også den tidsbestemte utgangen av disse molekylene når de konkurrerer om overlappende bindingssteder på integriner.

Hvordan Kindlins Medierer Integrinaktivering

den rådende modellen for talins rolle i integrinaktivering er dens dissosiasjon/adskillelse av α og β cytoplasmatiske haler, 12 forårsaker en endring i sammenstillingen av transmembrane helikser og til slutt overganger av det ekstracellulære området fra en bøyd til en utvidet konformasjon.13 under denne prosessen kan talin også konkurrere med filamin, en integrininaktivator14; og forskyvning av filamin kan fremme integrinaktivering. Talin må gjennomgå en avsløring av integrinbindingsstedet for å indusere disse konformasjonsendringene i integrinet.15 Kindlins rolle er å klynge integriner, men er Disse de eneste rollene til disse molekylene i aktiveringsprosessen? Det gjenstår å se om talin også setter inn i clustering prosessen og om kindlin kan indusere konformasjonsendringer med integrin heterodimer som forbedrer integrin aktivering. Kindlins antas å være konstitusjonelt bundet til integriner, men likevel er en aktiverende hendelse i regulering av kindlin-aktivitet ikke systematisk utelukket.

det ville være vanlig å avslutte en kommentar med en kort oppsummering, men som vi har forsøkt å formidle, er historien om kindlins fortsatt i utvikling. Det er mange områder av kindlin biologi som trenger mer grundige studier. Kindlins strukturelle grunnlag og dynamiske involvering i integrinaktivering og nye integrinuavhengige funksjoner er åpenbare retninger som krever ytterligere vektlegging. Uventede interaksjoner kan ytterligere utvide rollene til kindlins i cellebiologi.

Bekreftelser

Dette er en veldig kort kommentar til kindlins. Vi er sterkt begrenset i lengde og antall referanser som kan siteres og oppriktig beklager kolleger hvis bidrag ikke kunne anerkjennes tilstrekkelig.

Fotnoter