een halve eeuw onderzoek en >75 000 publicaties hebben de fundamentele rol van integrines als belangrijke kanalen voor communicatie tussen de extracellulaire omgeving en het binnenste van cellen gecementeerd. Door te dienen als cel-oppervlakte receptoren voor talrijke extracellulaire liganden, zijn integrine α En β heterodimers integraal betrokken bij de fysiologische en pathofysiologische reacties van vrijwel alle celtypes. Overmatige of onderdrukte ligandbinding aan integrins wordt betrokken bij vele ziekten, met inbegrip van kanker, ontsteking, en hart-en vaatziekten.
uit de vroegste studies met integrinen op bloedcellen werd duidelijk dat hun vermogen om als functionele receptoren te dienen, streng gecontroleerd moest worden. Integrins op bloedplaatjes en leukocyten moeten snel van een rusttoestand overgaan, waar zij minimale ligand-bindende activiteit aan een geactiveerde staat tonen waar zij ligands met hoge affiniteit en avidity in dienst kunnen nemen. Vandaar, werden de molecules en mechanismen die integrineactivering regeren en zijn gebleven belangrijke thema ‘ s van onderzoek. Hoewel vele modulatoren, zowel activators als inhibitors, zijn beschreven, zijn 2 intracellular proteã nen, talins en kindlins, nu gekend om essentiële rollen in integrineactivering te spelen. Talins en kindlins binden direct aan gelijkaardige maar niet overlapping motieven in de korte cytoplasmic staarten van integrine-β subeenheden. Deze prospectieve richt zich op de kindlins; het geeft een korte samenvatting van ons huidige begrip van hun structuur en functie en voorspelt dan enkele toekomstige richtingen waar het onderzoek naar de kindlin familie waarschijnlijk zal doorgaan.
de Kindlinen
er zijn 3 kindlinen bij zoogdieren. Kindlin-1 wordt gevonden hoofdzakelijk in ectodermale cellen, kindlin-2 wordt ruim gedistribueerd en Gevonden in cardiomyocytes, endothelial cellen, en fibroblasten, en kindlin-3 wordt beperkt hoofdzakelijk tot hematopoietic cellen. Verschillende celtypen drukken echter >1 kindlin uit. Elke kindlin is een ferm domein-bevattende proteã ne, zo genoemd voor een motief dat in proteã ne 4.1, ezrin, radixin, en monesin wordt gevonden, die F1, F2, en F3 subdomeinen bevatten. In kindlins, wordt F1 voorafgegaan door een subdomein van N-eindf0 (cijfer), dat niet zeldzaam onder de proteã nen van het FERMDOMEIN is. Het onderscheiden van kindlins van andere ferm domeinproteã NEN is de doorsnede van F2 door een pH-domein. PH-domeinen zijn vaak lipidenband, en lipidenband aan kindlins helpt om hen aan membranen, een plaatsbepaling belangrijk in integrineactivering te richten. De 3 kindlins familieleden zijn gelijkaardig aan elkaar (53% aminozuurvolgorde identiteit tussen kindlin-2 en kindlin-3). In het vergelijken van aminozuuropeenvolgingen van kindlins, worden de veranderlijke gebieden onder behouden gebieden afgewisseld; vermoedelijk, bemiddelen de gemeenschappelijke gebieden gedeelde functies onder kindlins en verlenen de veranderlijke gebieden functies uniek aan de individuele kindlins.1
figuurlijk. Subdomein organisatie van kindlin-2. Top, subdomeinen van kindlin-2 en hun bijbehorende volgnummers. Onderaan, Crystal structuur van kindlin-2 (PDB code 5xpy) met subdomeinen gemarkeerd. Merk op dat F2-N het n-terminale gedeelte van F2 voor PH-domein is omdat de structuur geen PH-domein en C-terminal F2-deel heeft. Bepaalde gebieden die worden onderzocht worden gemarkeerd door pijlen waaronder C-terminale helix die F1 en F3 overbrugt; QW die interageert met integrine; en clathrin box die mogelijk bindt aan clathrin.
De Afgelopen
Bewijs dat kindlins zijn integraal betrokken in integrine verordening geconvergeerde van een aantal verschillende lijnen van onderzoek: (1) diverse in vitro studies toonden aan dat overexpressie, nfl, of knock-out van kindlins verandert integrine activation2,3; (2) in C. elegans, de afwezigheid van unc-112, de kindlin homologe, herneemt het fenotype die de afwezigheid van de homologen van integrine α – en β-subunits en SOORTGENOTEN (integrine-linked kinase)4; (3) ziekten bij de mens zijn geassocieerd met mutaties/deficiënties van kindlin-1 (Kindler syndroom ) en kindlin-3 (LADIII) en weerspiegelen tekorten in integrineactivatie bij aangetaste individuën5; (4) de fenotypen van muizen waarbij de genen van kindlin-1 en kindlin-3 geïnactiveerd werden, weerspiegelen nauw de ziekten bij de mens; en (5) vermindering of knock-out van individuele kindlins leidt tot weefselspecifieke pathologieën, consistent met tekorten in integrineactivatie. Samen, stellen deze observaties de essentiële rol van kindlin in functies vast die van integrineactivering afhangen.
de huidige
aanvankelijk werd gedacht dat de binding van integrine β-subeenheden met het headdomein van talin noodzakelijk en voldoende was voor integrine-activering. De band van talin begunstigt een conformational overgang van integrin van gebogen aan een uitgebreide bouw die aan ligand engagement meer permissive is.De fenotypen van muizen en mensen met deficiënties van elk kindlin bevestigen echter hun belang bij integrine-activering. Voorts in het onderzoeken van de tijd-afhankelijke opeenvolging van gebeurtenissen in de vorming van integrin-bevattende beginnende brandpuntsadhesie in cellen, werden kindlins gerekruteerd vóór talin,7 in tegenstelling tot de beoogde opeenvolging van eerst talin en dan kindlins om het activeringsproces te voltooien. Twee meer recente observaties hebben enige duidelijkheid verschaft over de rol van kindlins in activering. Ten eerste zijn de rollen van kindlins en talin in integrineactivering verschillend: hoewel talin de binding van een monovalente ligand kon verbeteren, kon kindlins dit niet bereiken, talin was noodzakelijk voor affiniteitsmodulatie, maar kindlins werden vereist voor integrineclustering die tot aviditeitsmodulatie leiden.Omdat integrines bij sommige LADIII-patiënten productieve cellulaire responsen, zoals bloedplaatjesactivering en aangeboren immuniteit, niet kunnen ondersteunen, moet integrineclustering gemedieerd door kindlins nodig zijn om functionele responsen op te zetten. Ten tweede, met behulp van cellen waarin de genen kindlin-2 en talin werden geïnactiveerd door Gen knockout technologie, werd geconcludeerd dat geen van beide voldoende is en beide nodig zijn voor optimale integrine activering.9
in de afgelopen 5 jaar zijn nieuwe inzichten in kindlinbiologie naar voren gekomen: zij controleren niet alleen integrineafhankelijke responsen, maar regelen ook enkele cellulaire responsen die onafhankelijk zijn van hun integrinebinding. Het onderscheid hangt af van de capaciteit van een kindlin die mutaties van zijn integrinebindende GLN-Trp (QW) sequentie in zijn F3 subdomein draagt om nog steeds specifieke functionele reacties te bemiddelen. Deze reacties hangen van de capaciteiten van kindlins af om als adapterproteã nen te functioneren. Tot op heden zijn meer dan 20 kindlin bindende partners geïdentificeerd.10 naarmate elke nieuwe bindingspartner wordt geïdentificeerd, breidt het repertoire van de functies van kindlins zich uit.
de toekomst
vanuit ons huidige gezichtspunt kunnen verschillende specifieke gebieden van toekomstige vooruitgang op de kindlins worden voorgesteld.
hoge-Resolutiestructuren van Kindlinen en Multimoleculaire complexen
een belangrijke vooruitgang in ons begrip van kindlinen werd geleverd door de kristalstructuur van mutant kindlin-2 in complex met integrine cytoplasmatische staarten. Zoals verwacht, QW binnen de F3 subdomein was bezig met het complex. In het bijzonder werd een kindlin-2 dimeer gedetecteerd en betrokken bij integrine-activering.11 Deze interessante bevinding zal moeten worden bevestigd met een full-length kindlin. Naast de structuur van kindlins op zich, zouden hun complexen met andere bindende partners het veld aanzienlijk vooruit. Cryo-elektronenmicroscopie van molecules die met kindlins assembleren zal hoge resolutie van de organisatie van focale adhesiecomplexen verstrekken.
Dynamics of integrine Activation
zeer dubbelzinnig is de tijdsvolgorde van gebeurtenissen die optreden tijdens de assemblage van integrine activatie. Er is een aanpak nodig die de werving van bindende partners traceert tijdens integrin inside-out en outside-in signaling tussen integrins. De microscopie met hoge resolutie biedt de kans om niet alleen de rekrutering van molecules in het vormen van brandpuntscomplexen maar ook de getimede uitgang van deze molecules te traceren aangezien zij voor overlappende verbindingsplaatsen op integrins concurreren.
hoe Kindlins Integrineactivering bemiddelen
het heersende model voor de rol van talin in integrineactivering is de dissociatie/scheiding van de α En β cytoplasmatische staarten,12 die een verandering veroorzaken in de juxtapositionering van de transmembraanschroeven en uiteindelijk overgangen van het extracellulaire gebied van een gebogen naar een uitgebreide conformatie.Tijdens dit proces kan talin ook concurreren met filamine, een integrine-inactivator14; en verdringing van filamine kan integrine-activering bevorderen. Talin moet een ontmaskering van zijn integrinebindingsplaats ondergaan om deze conformationele veranderingen in het integrine te veroorzaken.15 Kindlin ‘ s rol is om integrins te clusterenmaar zijn dit de enige rollen van deze molecules in het activeringsproces? Het valt nog te bezien of talin ook in het clustering proces wordt opgenomen en of kindlin conformationele veranderingen kan induceren met de integrine heterodimer die de integrine-activering verbetert. Kindlins wordt verondersteld constitutief gebonden te zijn aan integrins, maar toch is een activerende gebeurtenis in het reguleren van kindlin activiteit niet systematisch uitgesloten.
het zou gebruikelijk zijn om een commentaar af te sluiten met een korte samenvatting, maar zoals we hebben geprobeerd over te brengen, is het verhaal van kindlins nog in ontwikkeling. Er zijn vele gebieden van kindlinbiologie die meer diepgaande studies nodig hebben. De structurele basis en de dynamische betrokkenheid van kindlins in integrineactivering en nieuwe integrine-onafhankelijke functies zijn duidelijke richtingen die verdere nadruk vereisen. De onverwachte interactie kan de rollen van kindlins in celbiologie verder verbreden.
dankwoord
Dit is een zeer kort commentaar op kindlins. Wij zijn zeer beperkt in lengte en aantal verwijzingen die kunnen worden aangehaald en bieden onze oprechte excuses aan aan collega ‘ s wier bijdragen niet voldoende konden worden erkend.
financieringsbronnen
deze studie werd ondersteund door de Nationale Instituten voor gezondheidssubsidies R01 HL096062, PO1 HL073311 en P01 HL076491.
Informatieverschaffing
Geen.
voetnoten
de meningen in dit artikel zijn niet noodzakelijk die van de redactie of Van de American Heart Association.
