Name: integrins trigger focal adhesion signaling
Uploaded: 2023-04-30T11:54:28.000Z
Duration: 1 min 17 s
Channel: JoVE

צבירי אינטגרינים על קרום התא יכולים לגשר באופן זמני בין ליגנדות מטריצה חוץ-תאיות לשלד הציטוקלטון כדי ליצור קומפלקסים של הידבקות מוקדית.
הידבקויות מוקדיות יכולות לגדול ולהתכווץ, מה שמאפשר לתא לזחול במהלך הנדידה.
בעוד שההיצמדות מקורה בקרום התא, האותות מועברים על ידי קינאזות חלבונים וחלבוני G במפל ברחבי התא.
לדוגמה, טרומבין, מולקולת איתות חוץ-תאית בטסיות הדם, מפעילה קולטן מצומד לחלבון G, cAR1/cAR3, שבתורו מפעיל את Rap1 GTPase.
Active Rap1 מקיים אינטראקציה עם מולקולת מתאם Rap1-GTP או RIAM המגייסת טאלין לא פעיל לקרום התא.
תחומי ה-N-terminal head וה-C terminal tail של טאלין לא פעילים מקופלים יחד. קשירת פוספוינוסיטיד בקרום התא משבשת את האינטראקציה בין הראש לזנב, ומסייעת לטלין להתפתח.
יחד עם קינדלין, טאלין מפעיל אינטגרין וקושר חלבונים מתאמים אחרים כגון וינקולין, המקשרים את האינטגרין לחוטי האקטין (actin flacments).

<ol>
	<li>Stouffer, G. A., ו S. S. Smyth. "השפעות תרומבין על אינטראקציות בין β3-integrins ומטריצה חוץ-תאית בטסיות ובתאי כלי דם." טרשת עורקים, פקקת וביולוגיה של כלי הדם 23, מס '11 (2003): 1971-1978.</li>
	<li>Cordes, N., Seidler, J., Durzok, R., Geinitz, H., & Brakebusch, C. (2006). איתות בתיווך β1-integrin תורם למעשה להישרדות התא לאחר פגיעה גנוטוקסית הנגרמת על ידי קרינה. אונקוגן, 25(9), 1378-1390.</li>
	<li>Cirit, M., Krajcovic, M., Choi, C. K., Welf, E. S., Horwitz, A. F., & Haugh, J. M. (2010). מודל סטוכסטי של דינמיקת איתות והיצמדות בתיווך אינטגרין בקצוות המובילים של תאים נודדים. PLoS ביולוגיה חישובית, 6(2), e1000688.</li>
</ol>

איתות תוך תאי משפיע על הידבקויות מוקדיות

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

<div style="direction: rtl;">

אינטגרינים פועלים הן כמקלטי קלט חוץ-תאיים והן כמפעילי עיבוד תוך-תאיים. כפי שמרמז שמם, אינטגרינים משולבים לחלוטין במבנה הממברנה. אזורי הממברנות ההידרופוביים שלהם מקיימים אינטראקציה עם האזור ההידרופובי של דו-שכבת הפוספוליפידים. קולטני ממברנה אלו מספקים אתרי התקשרות חוץ-תאיים למשפיענים כמו הורמונים וגורמי גדילה. הם מפעילים קסקדות תגובה תוך תאיות כאשר המשפיעים שלהם קשורים ופעילים.

כמה מסלולי גירוי בתיווך אינטגרין מעוררים שגשוג תאים ומקדמים את הישרדות התאים. מקורן של ההידבקויות בממברנת התא, אך האותות מועברים בכל התא על ידי חלבוני G וחלבונים קינאזות בקסקדה. לדוגמה, קשירת תרומבין לקולטנים מצומדי חלבון G מפעילה איתות תוך תאי להפעלת אינטגרינים בטסיות הדם. אינטגרינים פעילים נקשרים לרצפי RGD-פפטיד על חלבוני דם, כגון פיברינוגן. כאשר הפיברינוגנים מתחילים ליצור גשרים, ההידבקויות המוקדיות מתקבצות יחד, והטסיות מתקבצות.

אינטגרינים יכולים גם לקשור ישירות חלבוני איתות ולהעביר את האותות לתוך התא. במסלול Ras/MAP kinase, focal adhesion kinase (FAK), חלבון קינאז ציטופלזמתי, הוא האופנים הנחקרים ביותר של איתות אינטגרין. מחקרים מצביעים על כך שהידבקויות מוקדיות מכילות אתרי זרחון טירוזין רבים ובכך מכילות חלבונים מזרחנים בטירוזין כגון FAK. אינטגרינים מתקבצים בצמתים של תאים-מטריקס, ותת-יחידת ה-β מגייסת FAK דרך חלבוני מתאם כגון פקסילין או טלין הקשורים לתת-יחידת α. חלבוני ה-FAK מתקבצים במקום ומזרחנים אתר טירוזין ספציפי אחד על השני. זה יוצר אתר עגינה של פוספו-טירוזין עבור חלבוני Src השייכים למשפחת הטירוזין הקינאזות הציטופלזמיות. ה-FAK מזרחן בנוסף אתרי טירוזין אחרים, ובכך מקים אתרי עגינה לחלבונים שונים המעורבים באיתות תוך תאי.

</div>

אינטגרינים פועלים הן כמקלטי קלט חוץ-תאיים והן כמפעילי עיבוד תוך-תאיים. כפי ששמם מרמז, אינטגרינים משולבים לחלוטין ...

intracellular-signaling-affects-focal-adhesions

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

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 protein kinases carry it through the cell in a cascade. In platelets, thrombin binds to G-protein-coupled receptors and activates integrins. The activated integrins then bind RGD peptide sequences on blood proteins such as fibrinogen. As fibrinogen bridges form, focal adhesions cluster and the platelets aggregate.

Integrins can also pass signals directly into the cell by binding signaling proteins. In the Ras/MAP kinase pathway, focal adhesion kinase, or FAK, is the best-studied example of integrin signaling. Focal adhesions contain many tyrosine phosphorylation sites, so they include tyrosine-phosphorylated proteins such as FAK. Integrins cluster at cell-matrix junctions, and the beta subunit recruits FAK through adaptor proteins such as paxillin or talin bound to the alpha subunit.

FAK proteins cluster at the site and phosphorylate a specific tyrosine on each other. This creates a phospho-tyrosine docking site for Src proteins, which are cytoplasmic tyrosine kinases. FAK also phosphorylates other tyrosine sites. These new docking sites recruit more proteins that help carry out intracellular signaling.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

integrins-trigger-focal-adhesion-signaling

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

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...

intracellular signaling affects focal adhesions

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 activate focal adhesion signaling, connect to fibrinogen in platelets, and recruit FAK, Src, and other proteins inside the cell.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling | 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.

Integrins Trigger Focal Adhesion Signaling

Description

Transcript

Tags