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

Skupiska integryn na błonie komórkowej mogą tymczasowo łączyć ligandy macierzy zewnątrzkomórkowej z cytoszkieletem, tworząc ogniskowe kompleksy adhezyjne.
Zrosty ogniskowe mogą rosnąć i kurczyć się, umożliwiając komórce pełzanie podczas migracji.
Podczas gdy adhezja pochodzi z błony komórkowej, sygnały są przekazywane przez kinazy białkowe i białka G w kaskadzie w całej komórce.
Na przykład trombina, zewnątrzkomórkowa cząsteczka sygnalizacyjna w płytkach krwi, aktywuje receptor sprzężony z białkiem G, cAR1 / cAR3, który z kolei aktywuje GTPazę Rap1.
Aktywny Rap1 oddziałuje z cząsteczką adaptora oddziałującą z Rap1-GTP lub RIAM, która rekrutuje nieaktywną talinę do błony komórkowej.
N-końcowe domeny głowy i C-końcowego ogona nieaktywnego talina są ze sobą złożone. Wiązanie fosfoinozytydu w błonie komórkowej zakłóca interakcję głowa-ogon, pomagając w rozwoju taliny.
Wraz z kindlinem, talin aktywuje integrynę i wiąże inne białka adaptorowe, takie jak winkulina, które łączą integrynę z włóknami aktyny.

<ol>
	<li>Stouffer, GA i S. S. Smyth. "Wpływ trombiny na interakcje między β3-integrynami a macierzą zewnątrzkomórkową w płytkach krwi i komórkach naczyniowych." Miażdżyca, zakrzepica i biologia naczyniowa 23, nr 11 (2003): 1971-1978.</li>
	<li>Cordes, N., Seidler, J., Durzok, R., Geinitz, H., & Brakebusch, C. (2006). Sygnalizacja za pośrednictwem β1-integryny zasadniczo przyczynia się do przeżycia komórek po genotoksycznym uszkodzeniu wywołanym promieniowaniem. Onkogen, 25(9), 1378-1390.</li>
	<li>Cirit, M., Krajcovic, M., Choi, C. K., Welf, E. S., Horwitz, A. F. i Haugh, J. M. (2010). Stochastyczny model dynamiki sygnalizacji i adhezji za pośrednictwem integryn na krawędziach wiodących migrujących komórek. Biologia obliczeniowa PLoS, 6(2), e1000688.</li>
</ol>

sygnalizacja wewnątrzkomórkowa wpływa na zrosty ogniskowe

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

Integryny działają zarówno jako zewnątrzkomórkowe odbiorniki wejściowe, jak i aktywatory przetwarzania wewnątrzkomórkowego. Jak sama nazwa wskazuje, integryny są całkowicie zintegrowane ze strukturą błony. Ich hydrofobowe regiony obejmujące błonę oddziałują z hydrofobowym obszarem dwuwarstwy fosfolipidowej. Te receptory błonowe zapewniają zewnątrzkomórkowe miejsca przyłączania efektorów, takich jak hormony i czynniki wzrostu. Aktywują kaskady odpowiedzi wewnątrzkomórkowej, gdy ich efektory są związane i aktywne. Niektóre szlaki stymulacji za pośrednictwem integryny indukują proliferację komórek i sprzyjają ich przetrwaniu. Zrosty powstają w błonie komórkowej, ale sygnały są przekazywane w całej komórce kaskadą przez białka G i kinazy białkowe. Na przykład wiązanie trombiny z receptorami sprzężonymi z białkiem G wyzwala sygnalizację wewnątrzkomórkową w celu aktywacji integryn w płytkach krwi. Aktywowane integryny wiążą się z sekwencjami peptydowymi RGD na białkach krwi, takich jak fibrynogen. Gdy fibrynogeny zaczynają tworzyć mostki, ogniskowe zrosty skupiają się, a płytki krwi agregują. Integryny mogą również bezpośrednio wiązać białka sygnalizacyjne i przekazywać sygnały do komórki. W szlaku kinazy Ras/MAP najlepiej zbadanym sposobem sygnalizacji integryn jest kinaza ogniskowej adhezji (FAK), cytoplazmatyczna kinaza białkowa. Badania sugerują, że zrosty ogniskowe zawierają wiele miejsc fosforylacji tyrozyny, a zatem zawierają białka fosforylowane tyrozyną, takie jak FAK. Integryny skupiają się na połączeniach komórka-macierz, a podjednostka β rekrutuje FAK poprzez białka adaptorowe, takie jak paxillin lub talin, związane z podjednostką α. Białka FAK skupiają się w tym miejscu i fosforylują na sobie określone miejsca tyrozyny. Tworzy to miejsce dokowania fosfotyrozyny dla białek Src należących do rodziny cytoplazmatycznych kinaz tyrozynowych. FAK dodatkowo fosforyluje inne miejsca tyrozyny, ustanawiając w ten sposób miejsca dokowania dla różnych białek zaangażowanych w sygnalizację wewnątrzkomórkową.

Sygnalizacja wewnątrzkomórkowa wpływa na zrosty ogniskowe

Integryny działają zarówno jako zewnątrzkomórkowe odbiorniki wejściowe, jak i jako aktywatory przetwarzania wewnątrzkomórkowego. Jak sama nazwa wskazuje, integryny są całkowicie zintegrowane ...

intracellular-signaling-affects-focal-adhesions

Education

JoVE Core

Cell Biology

Biologia komórki

Unit 1

Jednostka 1

Cell-Matrix Interactions

Interakcje komórka–macierz

KEY TERMS AND CONCEPTS

Kluczowe terminy i pojęcia

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