Name: how integrins link cells to their environment
Uploaded: 2023-04-30T11:54:20.000Z
Duration: 1 min 15 s
Channel: JoVE

כדי שתא יוכל לנדוד דרך ה-ECM, החיבור של התא ל-ECM חייב להתבצע ולהתנתק במהירות.
זה מתאפשר על ידי אינטגרינים הקשורים לקרום שעוברים במהירות בין מצב פעיל, שיוצר החזקות, למצב לא פעיל שלא.
בקונפורמציה הלא פעילה, הזנבות של דימר האינטגרין נעולים יחד בצורה קומפקטית, ומונעים מהאינטגרין לקשור חלבוני ECM או חוטים ציטו-שלדיים.
אינטגרינים יכולים להיות מופעלים מחוץ לתא במנגנון "מבחוץ פנימה" או פנימי במנגנון "מבפנים החוצה".
במנגנון "מבחוץ פנימה", חלבוני ECM כמו פיברונקטין נקשרים לתחום החוץ תאי של אינטגרין. הזנבות מתנתקים, והאינטגרין עובר ממצב לא פעיל למצב פעיל, וחושף את אתרי הקישור של חלבוני מתאם ציטוסולי.
לעומת זאת, במנגנון "מבפנים החוצה", חלבונים מתאמים כמו טאלין קושרים את שרשרת הבטא הציטוסולית של אינטגרין, ובכך מפרקים את קשר האלפא-בטא ומפרקים את רגלי האינטגרין. האינטגרין הפעיל יכול כעת לקשור חלבוני ECM.

<ol>
	<li>גינסברג, מ. ח., פרטרידג', א. ושתיל, ש. (2005). רגולציה אינטגרין. דעה נוכחית בביולוגיה של התא, 17(5), 509-516.</li>
	<li>David G. Menter, Raymond N. DuBois, "Prostaglandins in Cancer Cell Adhesion, Migration, and Invasion", International Journal of Cell Biology, vol. 2012, Article ID 723419, 21 עמודים, 2012. <a href="https://doi.org/10.1155/2012/723419">https://doi.org/10.1155/2012/723419</a></li>
	<li>קמפבל, I. D., & Humphries, M. J. (2011). מבנה אינטגרין, הפעלה ואינטראקציות. קולד ספרינג הארבור פרספקטיבות בביולוגיה, 3(3), a004994.</li>
</ol>

הפעלת אינטגרינים

Activation of Integrins

<div style="direction: rtl;">

אינטגרינים קושרים ליגנדים ומעבירים מידע מחוץ לתא פנימה או להיפך באמצעות "outside-in signaling" או "inside-out signaling".

ב"outside-in signaling", גורמים חיצוניים בחלל החוץ תאי נקשרים לאתרי קישור ליגנד חשופים על אינטגרינים. זה גורם לחלבון הלא פעיל לעבור שינוי קונפורמציה כדי להפוך לפעיל. אינטגרינים מתקבצים לעתים קרובות על קרום התא. אירועי קישור ליגנד שחוזרים על עצמם ומרווחים באופן קבוע מספקים גירוי יעיל. כאשר התא פוגש אותות חוץ-תאיים שונים, אינטגרינים מופעלים משפיעים על תכונות התא כגון קוטביות תאים, מבנה שלד התא, הידבקות, הגירה, פלישה, ביטוי גנים, הישרדות תאים והתפשטות.

"inside-out signaling" תלוי במפעילים תוך תאיים כגון חלבוני מתאמי שלד תא כמו טלין או קינדלין. טלינים מכילים אתרי קישור לתחומים הציטוסוליים של β אינטגרין, אתר קשירת אקטין C-טרמינלי שמור מאוד, ואתר קשירת וינקולין. קינדלין כולל אתרי קשירת זנב ציטוסוליים של β אינטגרין בתחומי ה-F3 שלהם, מתחמים קושרי ממברנה ו-C-טרמילני המקיים אינטראקציה עם אינטגרינים, חלבוני מתאם אקטין או קינאז מקושר אינטגרין (ILK). קינדלין יוצר אינטראקציה עם מתחם הציטופלזמה β אינטגרין ומייצב את המצב המופעל של קומפלקס האינטגרין. "inside-out signaling" יכול לחזק הידבקות בתיווך אינטגרין עם ליגנדים חוץ-תאיים, המעבירים את הכוח הדרוש לנדידת תאים, פלישה, הרכבת ECM ועיצוב מחדש.

</div>

אינטגרינים קושרים ליגנדות ומעבירים מידע מחוץ לתא אל פנים התא או להיפך באמצעות "איתות מבחוץ פנימה" או ...

Education

JoVE Core

Cell Biology

ביולוגיה של התא

Unit 1

יחידה 1

Cell-Matrix Interactions

אינטראקציות בין תאים למטריצה

KEY TERMS AND CONCEPTS

מונחים ומושגים מרכזיים

how integrins link cells to their environment

Integrins help cells connect with their environment and send signals across the cell membrane. They can carry information from outside the cell to the inside, or from inside the cell to the outside. These two paths are called outside-in signaling and inside-out signaling.

In outside-in signaling, molecules in the extracellular space bind to exposed ligand-binding sites on integrins. A ligand is a molecule that binds to a protein. This binding makes the inactive integrin change shape and become active. Integrins are often grouped in clusters on the cell membrane, and repeated ligand binding can create a strong signal.

Once integrins are activated, they can affect many cell features. These include cell polarity, cytoskeletal structure, adhesion, migration, invasion, gene expression, cell survival, and proliferation. This is why integrin signaling matters for how cells respond to their surroundings.

Inside-out signaling depends on internal activators such as the cytoskeletal adaptor proteins talin and kindlin. Talin has binding sites for the beta integrin cytosolic domains, a conserved C-terminal actin-binding site, and a vinculin-binding site. Kindlin has beta integrin cytosolic tail binding sites in its F3 domains, membrane-binding domains, and a C-terminus that can interact with integrins, actin adaptor proteins, or integrin-linked kinase (ILK).

Kindlin also binds the beta integrin cytoplasmic domain and helps keep the integrin complex in its activated state. Inside-out signaling can strengthen integrin-mediated adhesion to extracellular ligands. That stronger attachment helps provide the force needed for cell migration, invasion, ECM assembly, and remodeling.

How Integrins Link Cells to Their Environment

how-integrins-link-cells-to-their-environment

overview of cell-matrix interactions

ECM Proteins and Cell Signaling

The extracellular matrix, or ECM, is the material that helps hold cells together in a tissue. It also lets cells in that tissue communicate with one another. The ECM contains proteins such as fibronectin, collagen, and laminin. Collagen is the most abundant protein in this space. Collagen fibers are woven together with proteoglycans, which are protein molecules with carbohydrates attached. This mix gives the ECM its structure. It also supports cell migration and provides a scaffold for cell...

integrins

Integrins in Cell Adhesion

Integrins help animal and protozoan cells attach to the extracellular matrix, or ECM. These cells do not have cell walls, so the ECM helps maintain shape and provide structural stability. The ECM is a sticky network of carbohydrates and proteins found between adjacent cells. Some ECM proteins form a basement membrane, and other ECM parts adhere to it. Proteoglycans make up much of the ECM, while fibrous proteins such as collagen give it strength. Fibronectin connects proteoglycans and collagen...

activation of integrins

Integrins help cells connect with their environment and send signals across the cell membrane. They can carry information from outside the cell to the inside, or from inside the cell to the outside. These two paths are called outside-in signaling and inside-out signaling. In outside-in signaling, molecules in the extracellular space bind to exposed ligand-binding sites on integrins. A ligand is a molecule that binds to a protein. This binding makes the inactive integrin change shape and become...

intracellular signaling affects focal adhesions

intracellular-signaling-affects-focal-adhesions

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

Integrins trigger focal adhesion signaling at the cell membrane. These membrane receptors sit in the phospholipid bilayer with hydrophobic regions that match the membrane interior. They provide attachment sites for outside signals such as hormones and growth factors. When these effectors bind and become active, integrins can start response pathways inside the cell. Some integrin-driven pathways support cell growth and help cells survive. The signal begins at the membrane, but G-proteins and...

anchoring junctions

Cell Adhesion in Anchoring Junctions

Anchoring junctions are multiprotein complexes that help cells connect to other cells and to the extracellular matrix. They sit on the lateral and basal surfaces of cells. These junctions create strong, flexible links that help maintain tissue stability and integrity. Focal adhesions often form when cells interact with the extracellular matrix, or ECM, substrata. These contacts can start signal transduction through kinase cascades and other pathways. Together, these junctions help cells stay...

cell-matrix's response to mechanical forces

cell-matrix-s-response-to-mechanical-forces

Focal Adhesions and Cell Mechanics

Focal adhesions help animal cells connect to the extracellular matrix and sense mechanical forces. The extracellular matrix, or ECM, sits outside cells and helps tissues withstand stress. It also sends signals from outside the cell to the inside. The ECM is large and its makeup changes from one tissue to another. In loose connective tissue, reticular fibers and ground substance form the ECM. In bone tissue, collagen and bone minerals make up the ECM. Anchoring junctions hold a cell to the...

key terms and concepts

Learn how integrins use outside-in and inside-out signaling to change shape, strengthen adhesion, and support cell migration and survival.

How Integrins Link Cells to Their Environment | JoVE K12

cell biology

JoVE Core Cell Biology illustrates complex cellular processes in easy-to-understand yet comprehensive animated video lessons. This collection focuses on the essential components and functions of cells, including organelles and membranes, cellular transport, and cell energetics. It is complemented by scientist-in-action videos that demonstrate the application of cell biology in real-world research experiments.

How Integrins Link Cells to Their Environment

Description

Transcript

Tags