Características, estrutura e funções integrinas

As Integrinas Eles são um grande grupo ou família de proteínas de superfície celular, aparentemente exclusivas do reino animal. Eles são o principal recurso das células para manter a interação (na forma de adesão) com outras células e com a matriz celular.

Sua estrutura é composta por duas subunidades chamadas alfa e beta. Nos mamíferos, sabe-se que existem entre 16 e 18 unidades alfa e 3-8 betas, que agirão dependendo de sua combinação, e também do estado fisiológico da célula ou tecido específico.

Desenho da estrutura molecular da proteína Itgb3 (integrina beta 3). Tomado e editado de: EMW [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)].

Existem várias proteínas que têm funções adesivas. No entanto, o grupo de integrinas é o que é mais distribuído e interage com todas as proteínas principais da matriz celular. As integrinas participam de fagocitose, migração celular e cicatrização de feridas, e são até muito estudadas por sua participação em metástase.

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Caracteristicas

São proteínas que são caracterizadas por unir mecanicamente o cytoesquelet celular. Detectar bioquimicamente se a admissão foi ou não realizada e transdói os sinais celulares que ligam o ambiente extracelular ao intracelular, ambos os lados.

Eles trabalham ou trabalham com outros receptores, como imunoglobilinas, caderina, selectinas e sindecandos. Com relação aos ligantes das integrinas, estes são constituídos por fibronectina, fibrinogênio, colágeno e vitronectina, entre outros.

A união destes em seus ligantes se deve a cátions divalentes extracelulares, como cálcio ou magnésio. O uso de um ou outro dependerá da integrina específica.

As integrinas têm uma forma alongada que termina em uma cabeça em forma de globo, que, de acordo com observações eletrônicas de microscopia, é projetada para mais de 20 nanômetros da bicamada lipídica.

Estrutura

Integrinas são proteínas que permitem a comunicação entre as células.
Fonte: Berkshire Community College Biocience Image Library [CC0]

As integrinas são heterodímeros, ou seja, são moléculas sempre compostas por duas proteínas. Ambas as proteínas são consideradas subunidades ou protômeros e são diferenciadas como subunidade alfa e subunidade beta. Ambas as subunidades estão unidas de maneira não -covalente. Eles têm uma massa molecular entre 90 e 160 kDa.

O número de subunidades alfa e beta varia entre os diferentes grupos de organismos no reino animal. Em insetos como a mosca da fruta (Drosophyla), por exemplo, existem 5 subunidades alfa e 2 beta, enquanto em nematóides de gênero Fefabditis Existem 2 alfas e um beta.

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Nos mamíferos, os pesquisadores sugerem que há um número fixo de subunidades e combinações destes; No entanto, não há consenso na bibliografia sobre este número. Por exemplo, alguns mencionam que existem 18 subunidades alfa, 8 beta e 24 combinações, enquanto outros falam sobre 16 alfa e 8 beta para 22 combinações.

Cada subunidade apresenta a seguinte estrutura.

Alpha Subunidad

A subunidade alfa apresenta uma estrutura com um domínio de sete folhas ou lençóis que formam a cabeça, um domínio na coxa, dois domínios da panturrilha, um único domínio transmembranar e também uma cauda citoplasmática curta que não apresenta uma atividade enzimática ou actina União.

As cadeias atuais com cerca de 1000 a 1200 resíduos. Pode se juntar a cátions bivalentes.

Nos mamíferos, que é onde as integrinas foram mais estudadas, a subunidade alfa pode ser agrupada, pois contém ou não um domínio inserido (alfa I).

Com o domínio inserido alfa i

O domínio inserido alfa I consiste em uma região de 200 aminoácidos. A presença desse domínio nas integrinas indica que eles são receptores de colágeno e leucócitos.

Nenhum domínio inserido

Integrinas alfa que não apresentam o domínio integrado são classificadas em 4 subfamilias, que veremos abaixo.

Ps1

Os receptores de glucoproteína, também chamados de lamininas, são vitais para integrar tecidos musculares, rim e pele.

Ps2

Esta subfamília é o receptor de ácido arginilglycilaspartico, também conhecido como RGD ou Arg-Gly-ASP.

Ps3

Esta subfamília foi observada em invertebrados, particularmente em insetos. Embora pouco se saiba, há estudos que avaliam seu papel essencial na atividade funcional da integrina de leucócitos CD11D, em humanos.

Ps4

Esta subfamília é conhecida como grupo Alfa 4 / Alfa 9 e inclui subunidades com esses mesmos nomes.

Essas subunidades são capazes de corresponder às subunidades beta 1 e beta 7. Além disso, eles compartilham ligantes muito semelhantes às subunidades alfa que apresentam o domínio inserido alfa I, como moléculas de adesão celular vascular, ligantes sanguíneos solúveis, fibrinogênio e outros, incluindo até patógenos.

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Subunidade beta

Estruturalmente, a subunidade beta consiste em uma cabeça, uma seção chamada caule / perna, um domínio transmembranar e uma cauda citoplasmática. A cabeça é composta por um domínio beta I, que é inserido em um domínio híbrido que se liga ao domínio integinal de plexina-milefora, também conhecido como psi.

A seção de caule / perna contém quatro módulos iguais ou muito semelhantes ao fator de crescimento epidérmico da integrina rica em cisteína e, como já mencionado, uma cauda citoplasmática. Esta cauda citoplasmática, como na subunidade alfa, não possui atividade enzimática ou união da Actina.

Eles têm correntes com vários resíduos que variam entre 760 e 790 e podem se juntar, assim como as subunidades alfa, cátions bivalentes.

Sinalização de integrina em células epiteliais. Tirado e editado de K.Murphy na Wikipedia em inglês [domínio público].

Funções

As integrinas têm várias funções, no entanto, para as quais são conhecidas principalmente que são as que veremos abaixo.

União ou acoplamento da célula à matriz extracelular

A conexão entre a célula e a matriz extracelular graças às integrinas favorece a resistência da célula ao impulso mecânico, impedindo -os de serem rasgados da matriz.

Vários estudos sugerem que o acoplamento à matriz celular é um requisito básico para o desenvolvimento de eucariotos multicelulares.

A migração celular é um processo no qual as integrinas intervêm por meio de união ou acoplamento a diferentes substratos. Graças a isso, eles estão envolvidos na resposta imune e na cicatrização de feridas.

Transdução de sinal da matriz extracelular para a célula

As integrinas participam do processo de transdução de sinal. Isso significa que eles intervêm na recepção de informações do líquido extracelular, codificam -o e, em seguida, a alteração das moléculas intracelulares começa, como uma resposta.

Essa transdução de sinal intervém em um grande número de processos fisiológicos, como destruição celular programada, diferenciação celular, meiose e miitose (divisão celular) e crescimento celular, entre outros.

Integrinas e câncer

Vários estudos mostram que as integrinas desempenham um papel importante no desenvolvimento de tumores, especialmente em metástases e angiogênese. Um exemplo disso são as integrinas αvβ3 e α1β1, entre alguns outros.

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Essas integrinas têm sido relacionadas ao crescimento canceroso, com o aumento da resistência terapêutica e neoplasias hematopoiéticas.

Perspectiva evolutiva

Uma adesão eficiente entre as células para formar tecidos era, sem dúvida, uma característica crucial que deveria estar presente no futuro evolutivo dos organismos multicelulares.

O surgimento da família das integrinas foi rastreado até o aparecimento dos metazoos cerca de 600 milhões de anos atrás.

Um grupo de animais com características histológicas ancestrais são poríferas, comumente chamadas de esponjas marinhas. Nesses animais, a adesão celular ocorre por uma matriz de proteoglicano extracelular. Os receptores que se ligam a esta matriz têm um motivo típico da Integrina Union.

De fato, neste grupo animal, genes relacionados a subunidades específicas de algumas integrinas foram identificadas.

No curso da evolução, o ancestral dos metazoos adquiriu uma integrina e um domínio da união para isso que foi preservado ao longo do tempo neste imenso grupo de animais.

Estruturalmente, a complexidade máxima das integrinas é vista no grupo de vertebrados. Existem diferentes integrinas que não estão presentes nos invertebrados, com novos domínios. De fato, mais de 24 integrinas funcionais diferentes foram identificadas no humano - enquanto na mosca da fruta Drosophila melanogaster Existem apenas 5.

Referências

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