INTEGRINS: الخصائص والبنية والوظائف - مادة الاحياء - 2024

و integrins هي مجموعة كبيرة أو عائلة من البروتينات، على ما يبدو فريدة من نوعها على سطح الحيوان خلية المملكة. إنها المورد الرئيسي للخلايا للحفاظ على التفاعل (في شكل التصاق) مع الخلايا الأخرى ومع مصفوفة الخلية.

يتكون هيكلها من وحدتين فرعيتين تسمى ألفا وبيتا. من المعروف في الثدييات أن هناك ما بين 16-18 وحدة ألفا و3-8 بيتا ، والتي ستعمل اعتمادًا على مزيجها ، وكذلك على الحالة الفسيولوجية للخلية أو الأنسجة المحددة.

رسم التركيب الجزيئي لبروتين ITGB3 (بيتا 3 إنتجرين). مأخوذة وتحرير من: Emw.

هناك العديد من البروتينات التي لها وظائف لاصقة. ومع ذلك ، فإن مجموعة الإنتغرينات هي المجموعة الأكثر توزيعًا وتتفاعل مع جميع البروتينات الرئيسية لمصفوفة الخلية. تشارك Integrins في البلعمة ، وهجرة الخلايا ، والتئام الجروح ، وحتى تمت دراستها بشكل كبير لمشاركتها في ورم خبيث.

مميزات

هي بروتينات تتميز بالانضمام الميكانيكي للهيكل الخلوي الخلوي لخلية إلى أخرى و / أو بالمصفوفة خارج الخلية (في تفاعل الخلية الخلوية و / أو تفاعل مصفوفة الخلية). كيميائيًا حيويًا ، يكتشفون ما إذا كان الالتصاق قد حدث أم لا ، ويقومون بتحويل الإشارات الخلوية التي تربط البيئة خارج الخلية بالبيئة داخل الخلايا ، في كلا الاتجاهين.

أنها تعمل أو تعمل مع مستقبلات أخرى مثل الغلوبلين المناعي ، كاديرين ، سيليكتينز ، وسينديكاندس. فيما يتعلق بروابط الإنتجرينات ، تتكون هذه من الفبرونيكتين والفيبرينوجين والكولاجين والفيترونكتين ، من بين أمور أخرى.

ويرجع اتحاد هذه إلى روابطها إلى الكاتيونات ثنائية التكافؤ خارج الخلية مثل الكالسيوم أو المغنيسيوم. يعتمد استخدام أحدهما أو الآخر على الإنتجرين المحدد.

إنتغرينات لها شكل ممدود ينتهي برأس على شكل بالون ، والذي وفقًا لملاحظات المجهر الإلكتروني ، يبرز أكثر من 20 نانومتر من طبقة ثنائية الدهون.

بناء

الإنتغرينات هي بروتينات تسمح بالاتصال بين الخلايا.

المصدر: مكتبة صور كلية بيركشاير المجتمعية للعلوم البيولوجية

الإنتغرينات هي جزيئات غير متجانسة ، أي أنها جزيئات تتكون دائمًا من بروتينين. يعتبر كلا البروتينين وحدات فرعية أو بروتومرات ويتم تمييزهما كوحدات فرعية ألفا ووحدات بيتا الفرعية. كلا الوحدات الفرعية غير مرتبطة تساهميًا. وتتراوح كتلتها الجزيئية بين 90 و 160 كيلو دالتون.

يختلف عدد الوحدات الفرعية ألفا وبيتا بين مجموعات مختلفة من الكائنات الحية في المملكة الحيوانية. في الحشرات مثل ذبابة الفاكهة (Drosophyla) ، على سبيل المثال ، هناك 5 وحدات فرعية ألفا و 2 بيتا ، بينما في الديدان الخيطية من جنس Caenorhabditis يوجد 2 ألفا وبيتا واحد.

في الثدييات ، يقترح الباحثون أن هناك عددًا ثابتًا من الوحدات الفرعية ومجموعات منها ؛ ومع ذلك ، لا يوجد إجماع في الأدبيات حول هذا الرقم. على سبيل المثال ، يذكر البعض أن هناك 18 وحدة فرعية ألفا و 8 مجموعات بيتا و 24 مجموعة ، بينما يتحدث البعض الآخر عن 16 وحدة ألفا و 8 بيتا مقابل 22 مجموعة.

كل وحدة فرعية لها الهيكل التالي.

وحدة ألفا الفرعية

تحتوي الوحدة الفرعية ألفا على بنية ذات مجال حلزوني من سبع صفائح أو صفائح تشكل الرأس ومجالًا في الفخذ ومجالين من العجل ومجال غشاء واحد وأيضًا ذيل سيتوبلازمي قصير لا يمثل نشاطًا إنزيميًا أو ملزمة للأكتين.

يقدم سلاسل بها حوالي 1000 إلى 1200 من المخلفات. يمكن أن تربط الكاتيونات ثنائية التكافؤ.

في الثدييات ، حيث تمت دراسة الإنتجرينات أكثر من غيرها ، يمكن تجميع وحدات ألفا الفرعية وفقًا لما إذا كانت تحتوي على مجال مُدرج (alpha I) أم لا.

مع المجال المدرج Alpha I

يتكون مجال alpha I الذي تم إدراجه من 200 منطقة حمض أميني. يشير وجود هذا المجال في الإنتجرينات إلى أنها مستقبلات للكولاجين والكريات البيض.

لم يتم إدراج أي مجال

يتم تصنيف مركبات ألفا التي لا تحتوي على المجال المتكامل إلى 4 عائلات فرعية ، والتي سنرى أدناه.

PS1

تعتبر مستقبلات البروتين السكري ، والتي تسمى أيضًا اللامينين ، ضرورية لدمج أنسجة العضلات والكلى والجلد.

PS2

هذه الفصيلة الفرعية هي مستقبل حمض الأرجينيلجليسبارتيك ، المعروف أيضًا باسم RGD أو Arg-Gly-Asp.

PS3

وقد لوحظت هذه الفصيلة الفرعية في اللافقاريات ، وخاصة الحشرات. على الرغم من أنه لا يُعرف الكثير عنه ، إلا أن هناك دراسات تقيم دوره الأساسي في النشاط الوظيفي لجين CD11d الخاص بكريات الدم البيضاء في البشر.

PS4

تُعرف هذه العائلة الفرعية بمجموعة alpha 4 / alpha 9 وتتألف من الوحدات الفرعية التي تحمل نفس الأسماء.

الوحدات الفرعية المذكورة قادرة على الاقتران مع الوحدات الفرعية بيتا 1 وبيتا 7. كما أنها تشترك في روابط مشابهة جدًا للوحدات الفرعية ألفا التي تقدم مجال ألفا 1 المُدرج ، مثل جزيئات التصاق الخلايا الوعائية ، والليغاند القابلة للذوبان في الدم ، والفيبرينوجين وغيرها. بما في ذلك حتى مسببات الأمراض.

وحدة بيتا الفرعية

من الناحية الهيكلية ، تتكون الوحدة الفرعية بيتا من رأس ، قسم يسمى الساق / الساق ، مجال عبر الغشاء ، وذيل سيتوبلازمي. يتكون الرأس من مجال beta I ، والذي يتم إدراجه في مجال هجين يرتبط بمجال plexin-semaphore-Integra ، المعروف أيضًا باسم PSI.

يحتوي قسم الساق / الساق على أربع وحدات مساوية أو مشابهة جدًا لعامل نمو البشرة الغني بالسيستين ، كما ذكرنا سابقًا ، ذيل هيولي. هذا الذيل السيتوبلازمي ، كما هو الحال في وحدة ألفا الفرعية ، ليس له نشاط إنزيمي أو ارتباط أكتين.

يقدمون سلاسل تحتوي على عدد من المخلفات التي تتأرجح بين 760 و 790 ، ويمكنهم الارتباط ، مثل وحدات ألفا الفرعية ، الكاتيونات ثنائية التكافؤ.

إشارات إنتجرين في الخلايا الظهارية. مأخوذة وتحرير من K.murphy في ويكيبيديا الإنجليزية.

المميزات

إن التكامليات لها وظائف متعددة ، ومع ذلك فهي معروفة بشكل أساسي عن تلك التي سنراها أدناه.

ارتباط أو اقتران الخلية بالمصفوفة خارج الخلية

يؤيد الاتصال الموجود بين الخلية والمصفوفة خارج الخلية بفضل الإنتجرينات مقاومة الخلية للدفع الميكانيكي ، مما يمنعها من التمزق من المصفوفة.

تشير العديد من الدراسات إلى أن الاقتران بمصفوفة الخلية هو مطلب أساسي لتطوير الكائنات حقيقية النواة متعددة الخلايا.

ترحيل الخلية هي عملية تتدخل فيها عمليات التكامل بالربط أو الاقتران بركائز مختلفة. بفضل هذا يتدخلون في الاستجابة المناعية والتئام الجروح.

تحويل الإشارة من المصفوفة خارج الخلية إلى الخلية

تشارك Integrins في عملية نقل الإشارة. هذا يعني أنهم يتدخلون في استقبال المعلومات من السائل خارج الخلية ، ويقومون بتشفيرها ومن ثم يبدأ تغيير الجزيئات داخل الخلايا ، كرد فعل.

يشارك تحويل الإشارة هذا في عدد كبير من العمليات الفسيولوجية مثل تدمير الخلايا المبرمج ، وتمايز الخلايا ، والانقسام الاختزالي والانقسام (انقسام الخلايا) ، ونمو الخلايا ، من بين أمور أخرى.

الإنتغرينات والسرطان

تظهر العديد من الدراسات أن الإنتجرينات تلعب دورًا مهمًا في تطور الورم ، خاصة في ورم خبيث وتكوين الأوعية. مثال على ذلك هو الإنتجرينات αVβ3 و α1β1 ، من بين بعض الأنواع الأخرى.

ترتبط هذه الإنتغرينات بالنمو السرطاني ، وزيادة المقاومة العلاجية ، والأورام المكونة للدم.

منظور تطوري

كان الالتصاق الفعال بين الخلايا لتكوين الأنسجة ، بلا شك ، خاصية مهمة يجب أن تكون موجودة في التطور التطوري للكائنات متعددة الخلايا.

يعود ظهور عائلة الإنتجرين إلى ظهور الميتازوان منذ حوالي 600 مليون سنة.

مجموعة من الحيوانات ذات الخصائص النسيجية للأجداد هي البوريفروس ، وتسمى عادة الإسفنج البحري. في هذه الحيوانات ، يحدث التصاق الخلية بمصفوفة بروتيوغليكان خارج الخلية. تمتلك المستقبلات التي ترتبط بهذه المصفوفة نموذجًا نموذجيًا لربط الإنتجرين.

في الواقع ، في هذه المجموعة الحيوانية ، تم تحديد الجينات المرتبطة بوحدات فرعية معينة لبعض الإنتغرينات.

في سياق التطور ، حصل أسلاف الميتازوان على إنتجرين ومجال ربط إنتجرين تم الحفاظ عليه بمرور الوقت في هذه المجموعة الحيوانية الهائلة.

من الناحية الهيكلية ، يظهر أقصى قدر من التعقيد للإنتغرينات في مجموعة الفقاريات. هناك أنواع مختلفة من الإنتجرينات غير موجودة في اللافقاريات ، ولها مجالات جديدة. في الواقع ، تم تحديد أكثر من 24 من الإنتغرينات الوظيفية المختلفة في البشر - بينما في ذبابة الفاكهة Drosophila melanogaster لا يوجد سوى 5.

المراجع

1. إنتغرين. عيادة جامعة نافارا. تعافى من cun.es.
2. انضمام. أطلس الأنسجة النباتية والحيوانية. تعافى من mmegias.webs.uvigo.es.
3. ألبرتس ، أ. جونسون ، جيه لويس وآخرون. (2002). البيولوجيا الجزيئية للخلية. الطبعة الرابعة. نيويورك: جارلاند ساينس. إنتغرينز. تعافى من ncbi.nlm.nih.gov.
4. آر إل أندرسون ، تي دبليو أوينز وجي ماثيو (2014). الوظائف الهيكلية والميكانيكية للإنتغرينات. المراجعات الفيزيائية الحيوية.
5. إنتغرين. تعافى من en.wikipedia.org.
6. ما هو الإنتجرين؟ MBINFO. تعافى من mechanobio.info.
7. إس ماك فيرراي ود. بروس. دور الإنتغرينات في إشارات الخلية. تعافى من abcam.com.
8. AS Berghoff، O. Rajky، F. Winkler، R. Bartsch، J. Furtner، JA Hainfellner، SL Goodman، M. Weller، J. Schittenhelm، M. Preusser (2013). أنماط الغزو في نقائل الدماغ للسرطانات الصلبة. علم الأورام العصبية.