rodzina Kindlina białek adaptera

pół wieku badań i >75 000 publikacji ugruntowało fundamentalną rolę integryn jako głównych kanałów komunikacji między środowiskiem zewnątrzkomórkowym a wnętrzem komórek. Pełniąc funkcję receptorów powierzchni komórek dla licznych ligandów zewnątrzkomórkowych, heterodimery integryny α i β są integralnie zaangażowane w fizjologiczne i patofizjologiczne reakcje praktycznie wszystkich typów komórek. Nadmierne lub stłumione Wiązanie ligandu z integrynami jest związane z wieloma chorobami, w tym rakiem, stanem zapalnym i chorobami sercowo-naczyniowymi.

z najwcześniejszych badań nad integrynami na komórkach krwi stało się oczywiste, że ich zdolność do pełnienia funkcji receptorów musi być ściśle kontrolowana. Integryny na płytkach krwi i leukocytach muszą szybko przejść ze stanu spoczynku, gdzie wykazują minimalną aktywność wiążącą ligand do stanu aktywowanego, gdzie mogą angażować ligandy o wysokim powinowactwie i zachłanności. Stąd cząsteczki i mechanizmy regulujące aktywację integryny stały się i pozostały głównymi tematami badań. Chociaż opisano wiele modulatorów, zarówno aktywatorów, jak i inhibitorów, wiadomo, że 2 wewnątrzkomórkowe białka, taliny i kindliny, odgrywają istotną rolę w aktywacji integryny. Taliny i kindliny wiążą się bezpośrednio z podobnymi, ale nieowlappingowymi motywami w krótkich ogonach cytoplazmatycznych podjednostek integryny-β. Ta perspektywa skupia się na kindlinach; zawiera krótkie podsumowanie naszego obecnego zrozumienia ich struktury i funkcji, a następnie przewiduje pewne przyszłe kierunki, w których prawdopodobnie będą kontynuowane badania nad rodziną kindlinów.

Kindliny

u ssaków występują 3 kindliny. Kindlina – 1 występuje głównie w komórkach ektodermalnych, kindlina-2 jest szeroko rozpowszechniona i znajduje się w kardiomiocytach, komórkach śródbłonka i fibroblastach, a kindlina-3 jest ograniczona głównie do komórek krwiotwórczych. Jednak kilka typów komórek wyraża >1 kindlina. Każda kindlina jest białkiem zawierającym domenę FERM, tak nazwanym dla motywu występującego w białku 4.1, ezrinie, radiksinie i monesinie, które zawierają subdomeny F1, F2 i F3. W kindlinach F1 jest poprzedzona N-końcową subdomeną F0 (rysunek), która nie występuje rzadko wśród białek domeny FERM. Odróżnianie kindlin od innych białek domeny FERM polega na transekcji F2 przez domenę PH. Domeny PH często wiążą się z lipidami, a wiązanie lipidów z kindlinami pomaga kierować je do błon, lokalizacji ważnej w aktywacji integryny. Członkowie rodziny 3 kindlin są do siebie podobni (53% identyczności sekwencji aminokwasowej pomiędzy kindliną-2 i kindliną-3). Porównując sekwencje aminokwasowe kindlin, regiony zmienne są przeplatane między regionami konserwowanymi; przypuszczalnie, wspólne regiony pośredniczą w współdzielonych funkcjach między kindlinami, a regiony zmienne nadają funkcje unikalne dla poszczególnych kindlin.1

w przeszłości

dowody, że kindliny są integralnie zaangażowane w regulację integryny, zbiegły się z kilku różnych linii badań: (1) liczne badania in vitro wykazały,że nadekspresja, knockdown lub knockdown kindlin zmienia aktywację integryny2, 3; (2) W C. elegans, brak unc-112, homolog kindlina, rekapituluje fenotyp wynikający z braku homologów podjednostek α i β integryny i ILK (kinaza związana z Integryną)4; (3) choroby ludzkie były związane z mutacjami/niedoborami kindlina-1 (zespół Kindlera ) i kindlina-3 (LADIII) i odzwierciedlają deficyty w aktywacji integryny u dotkniętych osobników5; (4) fenotypy myszy, w których geny kindlina-1 i kindlina-3 zostały inaktywowane, ściśle odzwierciedlają ludzkie choroby; oraz (5) redukcja lub nokaut poszczególnych kindlin prowadzi do patologii specyficznych dla tkanek, zgodnych z deficytami w aktywacji integryny. Razem obserwacje te ustalają zasadniczą rolę kindliny w funkcjach, które zależą od aktywacji integryny.

obecnie

początkowo uważano, że zaangażowanie podjednostek β integryny z domeną główną talinu jest konieczne i wystarczające do aktywacji integryny. Wiązanie talin sprzyja konformacyjnemu przejściu integryny od wygiętej do rozszerzonej konformacji, która jest bardziej dopuszczalna do zaangażowania ligandów.Jednak fenotypy myszy i ludzi z niedoborami każdej kindliny potwierdzają ich znaczenie w aktywacji integryny. Ponadto, badając zależną od czasu sekwencję zdarzeń w tworzeniu rodzących się ogniskowych zrostów w komórkach zawierających integrynę, kindliny rekrutowano przed talinem, 7 w przeciwieństwie do przewidywanej sekwencji Talina, a następnie kindlin, aby zakończyć proces aktywacji. Dwie nowsze obserwacje dały pewną jasność roli kindlin w aktywacji. Po pierwsze, role kindlin i talin w aktywacji integryny są różne: chociaż talin był w stanie zwiększyć Wiązanie monowalentnego ligandu, kindliny nie mogły tego osiągnąć, talin był niezbędny do modulacji powinowactwa, ale kindliny były wymagane do klastrowania integryny, co prowadziło do modulacji awidności.Ze względu na to, że integryny u niektórych pacjentów z LADIII nie mogą wspierać produktywnych odpowiedzi komórkowych, takich jak aktywacja płytek krwi i odporność wrodzona, do uzyskania odpowiedzi czynnościowych konieczne jest grupowanie integryny za pośrednictwem kindlin. Po drugie, wykorzystując komórki, w których geny kindlin-2 i talin zostały inaktywowane przez technologię knockout genów, stwierdzono, że żaden z nich nie jest wystarczający i oba są potrzebne do optymalnej aktywacji integryny.9

w ciągu ostatnich 5 lat pojawiły się nowe spostrzeżenia na temat biologii kindlina: nie tylko kontrolują one odpowiedzi zależne od integryny, ale także rządzą niektórymi odpowiedziami komórkowymi, które są niezależne od ich wiązania integryny. Rozróżnienie zależy od zdolności mutacji kindlina w sekwencji GLN-Trp (QW) wiążącej integrynę w subdomenie F3 do dalszego pośredniczenia w specyficznych odpowiedziach czynnościowych. Odpowiedzi te zależą od zdolności kindlin do funkcjonowania jako białek adapterowych. Do tej pory zidentyfikowano ponad 20 partnerów kindlina.10 wraz ze zidentyfikowaniem każdego nowego partnera wiążącego repertuar funkcji kindlina rozszerza się.

przyszłość

z naszego obecnego punktu widzenia można wyobrazić sobie kilka konkretnych obszarów przyszłego postępu w kindlinach.

struktury Kindlin o wysokiej rozdzielczości i ich Wielomolekularnych kompleksów

duży postęp w naszym zrozumieniu kindlin zapewniła struktura krystaliczna zmutowanej kindliny-2 w kompleksie z ogonami cytoplazmatycznymi integryny. Zgodnie z oczekiwaniami, QW w ramach subdomeny F3 został zaangażowany w kompleks. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że dimer kindlina-2 został wykryty i zaangażowany w aktywację integryny.11 to interesujące odkrycie będzie musiało zostać potwierdzone kindlinem pełnej długości. Poza strukturą kindlin per se, ich kompleksy z innymi wiążącymi partnerami znacznie rozwinęły tę dziedzinę. Mikroskopia krioelektronowa cząsteczek, które łączą się z kindlinami, zapewni wysoką rozdzielczość organizacji ogniskowych kompleksów adhezyjnych.

dynamika aktywacji integryny

bardzo niejednoznaczna jest czasowa sekwencja zdarzeń, które występują podczas montażu aktywacji integryny. Potrzebne są podejścia, które śledzą rekrutację wiążących partnerów podczas integrin inside-out i outside-w sygnalizowaniu przez integryny. Mikroskopia o wysokiej rozdzielczości oferuje możliwość prześledzenia nie tylko rekrutacji cząsteczek do formowania ogniskowych kompleksów, ale także czasowego wyjścia tych cząsteczek, ponieważ konkurują one o nakładające się miejsca wiązania na integrynach.

W Jaki Sposób Kindliny pośredniczą w aktywacji integryny

dominującym modelem roli Talina w aktywacji integryny jest jej dysocjacja/oddzielenie ogonów cytoplazmatycznych α i β,12 powodując zmianę w zestawieniu Helis przezbłonowych i ostatecznie Przejście regionu zewnątrzkomórkowego z wygiętej do rozszerzonej konformacji.Podczas tego procesu talin może również konkurować z filaminą, inaktywatorem integryny14, a wypieranie filaminy może sprzyjać aktywacji integryny. Talin musi zostać zdemaskowany w miejscu wiązania integryny w celu wywołania zmian konformacyjnych integryny.15 rola Kindlina polega na skupianiu integryn, ale czy są to jedyne role tych cząsteczek w procesie aktywacji? Pozostaje zobaczyć, czy talin również wkłada się do procesu klastrowania i czy kindlina może indukować zmiany konformacyjne z heterodimerem integryny, który zwiększa aktywację integryny. Uważa się, że kindliny są konstytutywnie związane z integrynami, jednak nie wykluczono systematycznie zjawiska aktywacji w regulacji aktywności kindlin.

zwyczajowo kończymy komentarz krótkim podsumowaniem, ale jak staraliśmy się przekazać, historia kindlins jest wciąż w fazie rozwoju. Istnieje wiele dziedzin biologii kindlina wymagających bardziej dogłębnych badań. Podstawy strukturalne i dynamiczne zaangażowanie kindlin w aktywację integryny i nowe funkcje niezależne od integryny są oczywistymi kierunkami wymagającymi dalszego nacisku. Nieprzewidziane interakcje mogą dodatkowo poszerzyć rolę kindlin w biologii komórki.

podziękowania

to jest bardzo krótki komentarz do kindlinów. Jesteśmy poważnie ograniczeni pod względem długości i liczby odniesień, które można cytować, i szczerze przepraszamy kolegów, których wkład nie mógł być odpowiednio potwierdzony.

Przypisy