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

세포막의 인테그린 클러스터는 일시적으로 세포외 기질 리간드를 세포골격에 연결하여 국소 접착 복합체를 형성할 수 있습니다.
국소 접착은 커지거나 줄어들 수 있으며, 이로 인해 세포가 이동하는 동안 기어 다닐 수 있습니다.
접착은 세포막에서 시작되지만, 신호는 단백질 키나아제와 G-단백질에 의해 세포 전체에 걸쳐 캐스케이드로 전달됩니다.
예를 들어, 혈소판의 세포외 신호 분자인 트롬빈은 G-단백질 결합 수용체인 cAR1/cAR3를 활성화하고, 이는 다시 Rap1 GTPase를 활성화합니다.
활성 Rap1은 Rap1-GTP 상호 작용 어댑터 분자 또는 RIAM과 상호 작용하여 비활성 탈린을 세포막으로 모집합니다.
비활성 탈린의 N-말단 머리와 C-말단 꼬리 영역은 함께 접혀 있습니다. 세포막에 포스포이노시티드와 결합하면 머리와 꼬리의 상호작용이 중단되어 탈린이 풀리는 데 도움이 됩니다.
킨들린과 함께 탈린은 인테그린을 활성화하고 인테그린을 액틴 필라멘트에 연결하는 빈쿨린(vinculin)과 같은 다른 어댑터 단백질과 결합합니다.

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	<li>Stouffer, G. A. 및 S. S. Smyth. "혈소판 및 혈관 세포에서 β3-integrins와 세포 외 기질 사이의 상호 작용에 대한 트롬빈의 효과." 동맥 경화증, 혈전증 및 혈관 생물학 23, no. 11 (2003) : 1971-1978.</li>
	<li>Cordes, N., Seidler, J., Durzok, R., Geinitz, H. 및 Brakebusch, C. (2006).β1-인테그린 매개 신호는 방사선 유발 유전독성 손상 후 세포 생존에 본질적으로 기여합니다. 종양유전자, 25(9), 1378-1390.</li>
	<li>Cirit, M., Krajcovic, M., Choi, C. K., Welf, E. S., Horwitz, A. F., & Haugh, J. M. (2010). 이동하는 세포의 선두 가장자리에서 인테그린 매개 신호 전달 및 접착 역학의 확률적 모델. PLoS 계산 생물학, 6(2), e1000688.</li>
</ol>

세포 내 신호 전달은 초점 유착에 영향을 미칩니다

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

인테그린은 세포외 입력 수신기 및 세포내 처리 활성제 역할을 합니다. 이름에서 알 수 있듯이 인테그린은 막 구조에 완전히 통합되어 있습니다. 소수성 막에 걸친 영역은 인지질 이중층의 소수성 영역과 상호작용합니다. 이러한 막 수용체는 호르몬 및 성장 인자와 같은 효과기에 대한 세포외 부착 부위를 제공합니다. 이는 효과기가 결합되어 활성화될 때 세포내 반응 계통을 활성화합니다.

일부 인테그린 매개 자극 경로는 세포 증식을 유도하고 세포 생존을 촉진합니다. 유착은 세포막에서 시작되지만 신호는 G 단백질과 단백질 키나아제에 의해 연속적으로 세포 전체로 전달됩니다. 예를 들어, G-단백질 결합 수용체에 대한 트롬빈 결합은 세포내 신호전달을 유발하여 혈소판의 인테그린을 활성화시킵니다. 활성화된 인테그린은 피브리노겐과 같은 혈액 단백질의 RGD-펩타이드 서열에 결합합니다. 피브리노겐이 가교를 형성하기 시작하면 국소 유착이 서로 뭉쳐지고 혈소판이 응집됩니다.

인테그린은 신호 단백질에 직접 결합하여 신호를 세포로 전달할 수도 있습니다. Ras/MAP 키나제 경로에서 세포질 단백질 키나제인 초점 접착 키나제(FAK)는 인테그린 신호 전달의 가장 잘 연구된 모드입니다. 연구에 따르면 국소 유착에는 많은 티로신 인산화 부위가 포함되어 있어 FAK와 같은 티로신 인산화 단백질이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 인테그린은 세포-기질 접합부에 클러스터를 형성하고 β 서브유닛은 α 서브유닛에 결합된 팍실린 또는 탈린과 같은 어댑터 단백질을 통해 FAK를 모집합니다. FAK 단백질은 해당 부위에 모여 특정 티로신 부위를 서로 인산화합니다. 이는 세포질 티로신 키나제 계열에 속하는 Src 단백질에 대한 포스포-티로신 도킹 사이트를 생성합니다. FAK는 추가로 다른 티로신 부위를 인산화하여 세포내 신호 전달에 관여하는 다양한 단백질의 도킹 부위를 설정합니다.

인테그린(Integrin)은 세포외 입력 수신기(extracellular input receiver)와 세포 내 처리 활성제(intracellular processing activator)로 작용합니다. 이름에서 알 수 있듯이 인테그린은 완전히 통합되어 있습니다 ...

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Cell Biology

세포생물학

Unit 1

제1단원

Cell-Matrix Interactions

세포-기질 상호작용

KEY TERMS AND CONCEPTS

주요 용어 및 개념

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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