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

Gruppi di integrine sulla membrana cellulare possono collegare temporaneamente i ligandi della matrice extracellulare al citoscheletro per formare complessi di adesione focale.
Le aderenze focali possono crescere e restringersi, consentendo alla cellula di strisciare durante la migrazione.
Mentre l'adesione ha origine nella membrana cellulare, i segnali vengono trasmessi dalle protein chinasi e dalle proteine G in una cascata in tutta la cellula.
Ad esempio, la trombina, una molecola di segnalazione extracellulare nelle piastrine, attiva il recettore accoppiato alla proteina G, cAR1/cAR3, che a sua volta attiva la Rap1 GTPasi.
Active Rap1 interagisce con una molecola adattatrice che interagisce con Rap1-GTP o RIAM che recluta la talina inattiva nella membrana cellulare.
I domini N-terminale della testa e della coda C-terminale dell'inattiva talina sono ripiegati insieme. Il legame di un fosfoinositide nella membrana cellulare interrompe l'interazione testa-coda, aiutando la dispiegamento della talina.
Insieme a Kindlin, la talina attiva l'integrina e lega altre proteine adattatrici come la vinculina, che collegano l'integrina ai filamenti di actina.

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	<li>Stouffer, G. A. e S. S. Smyth. "Effetti della trombina sulle interazioni tra β3-integrine e matrice extracellulare nelle piastrine e nelle cellule vascolari". Arteriosclerosi, trombosi e biologia vascolare 23, n. 11 (2003): 1971-1978.</li>
	<li>Cordes, N., Seidler, J., Durzok, R., Geinitz, H., & Brakebusch, C. (2006). La segnalazione mediata da β1-integrina contribuisce essenzialmente alla sopravvivenza cellulare dopo un danno genotossico indotto da radiazioni. Oncogene, 25(9), 1378-1390.</li>
	<li>Cirit, M., Krajcovic, M., Choi, C. K., Welf, E. S., Horwitz, A. F., & Haugh, J. M. (2010). Modello stocastico della dinamica di segnalazione e adesione mediata da integrine ai bordi di attacco delle cellule migranti. Biologia computazionale PLoS, 6(2), e1000688.</li>
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la segnalazione intracellulare influenza le adesioni focali

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

Le integrine agiscono sia come ricevitori di input extracellulari che come attivatori di elaborazione intracellulare. Come suggerisce il nome, le integrine sono completamente integrate nella struttura della membrana. Le loro regioni idrofobiche che attraversano la membrana interagiscono con la regione idrofobica del doppio strato fosfolipidico. Questi recettori di membrana forniscono siti di attacco extracellulari per effettori come ormoni e fattori di crescita. Attivano le cascate di risposta intracellulare quando i loro effettori sono legati e attivi.

Alcune vie di stimolazione mediate dalle integrine inducono la proliferazione cellulare e promuovono la sopravvivenza cellulare. Le aderenze hanno origine nella membrana cellulare, ma i segnali vengono trasmessi in tutta la cellula dalle proteine G e dalle proteine chinasi in una cascata. Ad esempio, il legame della trombina ai recettori accoppiati alle proteine G innesca la segnalazione intracellulare per attivare le integrine nelle piastrine. Le integrine attivate si legano alle sequenze peptidiche RGD sulle proteine del sangue, come il fibrinogeno. Quando i fibrinogeni iniziano a formare ponti, le aderenze focali si raggruppano e le piastrine si aggregano.

Le integrine possono anche legarsi direttamente alle proteine di segnalazione e trasmettere i segnali nella cellula. Nella via della chinasi Ras/MAP, la chinasi di adesione focale (FAK), una proteina chinasi citoplasmatica, è la modalità di segnalazione delle integrine meglio studiata. Gli studi suggeriscono che le adesioni focali contengono molti siti di fosforilazione della tirosina e quindi contengono proteine fosforilate in tirosina come FAK. Le integrine si raggruppano alle giunzioni della matrice cellulare e la subunità β recluta FAK attraverso proteine adattatrici come la paxillina o la talina legate alla subunità α. Le proteine FAK si raggruppano nel sito e fosforilano uno specifico sito di tirosina l'una sull'altra. Ciò crea un sito di aggancio della fosfo-tirosina per le proteine Src appartenenti alla famiglia delle tirosin chinasi citoplasmatiche. La FAK fosforila inoltre altri siti di tirosina, stabilendo così siti di aggancio per varie proteine coinvolte nella segnalazione intracellulare.

La segnalazione intracellulare influenza le adesioni focali

Le integrine agiscono sia come ricevitori di input extracellulari che come attivatori del processo intracellulare. Come suggerisce il nome, le integrine sono completamente integrate ...

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Cell Biology

Biologia cellulare

Unit 1

Unità 1

Cell-Matrix Interactions

Interazioni cellula-matrice

KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMINI E CONCETTI CHIAVE

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

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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

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