Integrinas: características, estrutura e funções

Integrinas são proteínas transmembrana envolvidas na regulação das interações célula-célula e célula-matriz extracelular. Elas desempenham um papel crucial na adesão celular, migração, proliferação e diferenciação celular. As integrinas são compostas por duas subunidades, alfa e beta, que se combinam para formar diferentes heterodímeros com especificidades de ligação distintas. Através de sua interação com proteínas da matriz extracelular, as integrinas regulam a transmissão de sinais intracelulares que influenciam diversos processos biológicos. Neste contexto, as integrinas desempenham um papel fundamental na fisiologia celular e na patogênese de diversas doenças.

Integrina: definição e importância da proteína na adesão celular e sinalização molecular.

As integrinas são proteínas transmembranares que desempenham um papel crucial na adesão celular e na sinalização molecular. Elas são responsáveis por mediar a comunicação entre as células e o seu ambiente extracelular, permitindo que as células se conectem umas às outras e também à matriz extracelular.

Essas proteínas são compostas por duas subunidades, alfa e beta, que se combinam para formar diferentes tipos de integrinas com funções específicas. A estrutura das integrinas permite que elas se liguem a proteínas e moléculas do ambiente extracelular, desencadeando uma série de eventos intracelulares que regulam processos como a migração celular, a proliferação e a diferenciação.

Além da sua função na adesão celular, as integrinas também desempenham um papel importante na sinalização molecular, atuando como receptores que transmitem sinais do ambiente extracelular para o interior da célula. Esses sinais ativam vias de sinalização que controlam diversos processos celulares, como a sobrevivência celular, a resposta imunológica e a regulação do ciclo celular.

Em resumo, as integrinas são proteínas essenciais para a integridade e função das células, garantindo a sua capacidade de se conectar umas às outras e de responder a sinais do ambiente extracelular. A compreensão do papel das integrinas na adesão celular e na sinalização molecular é fundamental para o desenvolvimento de novas terapias e tratamentos para diversas doenças e condições médicas.

A importância das integrinas na inflamação: compreendendo seu papel no processo inflamatório.

As integrinas são proteínas de membrana que desempenham um papel crucial na regulação da resposta inflamatória. Essas proteínas estão envolvidas na adesão celular, migração e sinalização, sendo essenciais para a interação entre as células e o ambiente extracelular durante a inflamação.

Quando ocorre uma lesão ou infecção, as células do sistema imunológico são recrutadas para o local afetado, desencadeando uma resposta inflamatória. Nesse processo, as integrinas desempenham um papel fundamental na adesão das células imunes ao endotélio vascular e na migração dessas células para o local da inflamação.

Além disso, as integrinas também estão envolvidas na ativação de vias de sinalização intracelular que regulam a expressão de moléculas inflamatórias e a produção de mediadores inflamatórios, contribuindo para a amplificação da resposta inflamatória.

Portanto, entender o papel das integrinas na inflamação é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para o tratamento de doenças inflamatórias. Ao bloquear a atividade das integrinas, é possível modular a resposta inflamatória e reduzir a gravidade dos sintomas associados a condições como artrite, doenças autoimunes e alergias.

Localização das integrinas: onde estão presentes essas proteínas de adesão celular.

As integrinas são proteínas de adesão celular que estão presentes em diversas células do nosso organismo. Elas são encontradas principalmente na membrana plasmática das células, onde desempenham um papel fundamental na comunicação entre as células e o ambiente extracelular.

Essas proteínas estão presentes em diversos tecidos e órgãos do corpo humano, como por exemplo, nos tecidos epiteliais, musculares e nervosos. Elas são responsáveis por mediar a adesão das células umas às outras e também à matriz extracelular, garantindo a integridade e a função dos tecidos.

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Além disso, as integrinas também estão presentes em células do sistema imunológico, onde desempenham um papel importante na resposta inflamatória e na imunidade do organismo. Elas são essenciais para a migração e adesão das células imunes aos locais de inflamação e infecção.

Em resumo, as integrinas estão presentes em diversas células e tecidos do corpo humano, desempenhando funções essenciais na adesão celular, na comunicação intercelular e na resposta imunológica do organismo.

Entenda o processo de ativação das integrinas em detalhes.

As integrinas são uma família de proteínas transmembrana que desempenham um papel fundamental na adesão celular e na comunicação entre as células e o ambiente extracelular. Elas são compostas por duas subunidades, alfa e beta, que formam um heterodímero responsável pela ligação a proteínas da matriz extracelular.

Para que as integrinas exerçam suas funções adequadamente, é necessário que estejam em constante processo de ativação. Esse processo envolve uma série de eventos bioquímicos que ocorrem na interface entre a célula e a matriz extracelular.

Em um primeiro momento, as integrinas encontram-se em um estado inativo, com sua conformação em uma conformação dobrada. Quando ocorre um estímulo externo, como a ligação a uma proteína específica da matriz extracelular, as integrinas sofrem uma mudança conformacional, passando para um estado ativado.

Essa ativação das integrinas é mediada por diversas proteínas intracelulares, como as talinas e as kindlins, que se ligam à cauda citoplasmática das integrinas e promovem a mudança conformacional necessária para a ativação completa da proteína.

Uma vez ativadas, as integrinas são capazes de interagir com moléculas da matriz extracelular, como o colágeno e a fibronectina, promovendo a adesão celular e a transdução de sinais intracelulares. Além disso, as integrinas ativadas também podem recrutar outras proteínas para o local de adesão, regulando assim diversos processos celulares, como a migração e a proliferação.

Em resumo, a ativação das integrinas é um processo crucial para a regulação da adesão celular e da comunicação entre as células e o ambiente extracelular. A compreensão detalhada desse mecanismo é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para doenças relacionadas à disfunção das integrinas.

Integrinas: características, estrutura e funções

As integrinas são um grande grupo ou da família das proteínas, aparentemente da superfície celular única do reino animal. Eles são o principal recurso das células para manter a interação (na forma de adesão) com outras células e com a matriz celular.

Sua estrutura é composta de duas subunidades chamadas alfa e beta. Nos mamíferos, sabe-se que existem entre 16-18 unidades alfa e 3-8 betas, que atuam dependendo da combinação entre eles e também o estado fisiológico da célula ou tecido específico.

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Desenho da estrutura molecular da proteína ITGB3 (integrina beta 3). Tirada e editada em: Emw [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Existem várias proteínas que possuem funções adesivas. No entanto, o grupo de integrinas é o mais distribuído e interage com todas as principais proteínas da matriz celular. As integrinas participam na fagocitose, na migração celular e na cicatrização de feridas e são ainda altamente estudadas por sua participação nas metástases.

Caracteristicas

São proteínas caracterizadas por unir mecanicamente o citoesqueleto celular de uma célula para outra e / ou para a matriz extracelular (em uma interação célula-célula e / ou célula-matriz). Bioquimicamente, eles detectam se a adesão foi realizada ou não e transduzem sinais celulares ligando o ambiente extracelular ao intracelular, nos dois sentidos.

Eles trabalham ou trabalham com outros receptores, como imunoglobilinas, caderina, selectinas e sindicatos. Em relação aos ligantes da integrina, estes são constituídos por fibronectina, fibrinogênio, colágeno e vitronectina, entre outros.

A ligação destes a seus ligantes é devida a cátions divalentes extracelulares, como cálcio ou magnésio. O uso de um ou de outro dependerá da integrina específica.

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As integrinas têm uma forma alongada terminada em uma cabeça em forma de globo, que, de acordo com as observações da microscopia eletrônica, projeta mais de 20 nanômetros da bicamada lipídica.

Estrutura

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As integrinas são proteínas que permitem a comunicação entre células.
Fonte: Biblioteca de Imagens de Biociência da Faculdade Comunitária de Berkshire [CC0]

As integrinas são heterodímeros, ou seja, são sempre moléculas compostas por duas proteínas. Ambas as proteínas são consideradas subunidades ou protômeros e são distinguidas como subunidade alfa e subunidade beta. Ambas as subunidades estão vinculadas de forma não covalente. Eles têm uma massa molecular entre 90 a 160 kDa.

O número de subunidades alfa e beta varia entre diferentes grupos de organismos no reino animal. Em insetos como a mosca da fruta ( Drosophyla ), por exemplo, existem 5 subunidades alfa e 2 beta, enquanto que nos nematóides do gênero Caenorhabditis existem 2 alfas e um beta.

Em mamíferos, os pesquisadores sugerem que existe um número fixo de subunidades e combinações delas; no entanto, na literatura não há consenso sobre esse número. Por exemplo, alguns mencionam que existem 18 subunidades alfa, 8 beta e 24 combinações, enquanto outros falam de 16 alfa e 8 beta para 22 combinações.

Cada subunidade tem a seguinte estrutura.

Subunidade alfa

A subunidade alfa tem uma estrutura com um domínio β-hélice de sete folhas ou lâmina que forma a cabeça, um domínio da coxa, dois domínios da panturrilha, um único domínio transmembranar e também uma cauda citoplasmática curta que não possui atividade enzimática ou Ligação à actina.

Apresenta correntes com cerca de 1000 a 1200 resíduos. Você pode participar de cátions bivalentes.

Nos mamíferos, onde é mais estudado as integrinas, as subunidades alfa podem ser agrupadas de acordo com o domínio inserido (alfa I).

Com domínio inserido Alpha I

O domínio alfa I inserido consiste em uma região de 200 aminoácidos. A presença desse domínio nas integrinas indica que são receptores de colágeno e leucócitos.

Nenhum domínio inserido

As integrinas alfa que não possuem o domínio integrado são classificadas em 4 subfamílias, que veremos abaixo.

PS1

Os receptores de glicoproteínas, também chamados lamininas, são vitais para a integração de tecidos musculares, renais e da pele.

PS2

Esta subfamília é o receptor do ácido arginilglicilaspártico, também conhecido como RGD ou Arg-Gly-Asp.

PS3

Essa subfamília foi observada em invertebrados, principalmente em insetos. Embora pouco se saiba sobre isso, existem estudos que avaliam seu papel essencial na atividade funcional do gene da integrina de leucócitos CD11d em humanos.

PS4

Essa subfamília é conhecida como grupo alfa 4 / alfa 9 e compreende subunidades com os mesmos nomes.

As referidas subunidades são capazes de emparelhar com as subunidades beta 1 e beta 7. Além disso, compartilham ligantes muito semelhantes às subunidades alfa que possuem o domínio alfa I inserido, como moléculas de adesão celular vascular, ligantes solúveis no sangue, fibrinogênio e outros, incluindo até patógenos.

Subunidade beta

Estruturalmente, a subunidade beta consiste em uma cabeça, uma seção chamada haste / perna, um domínio transmembranar e uma cauda citoplasmática. A cabeça é composta por um domínio beta I, que é inserido em um domínio híbrido que se liga ao domínio plexina-semáforo-integrina, também conhecido como PSI.

A seção caule / perna contém quatro módulos iguais ou muito semelhantes ao fator de crescimento epidérmico da integrina rica em cisteína e, como já mencionado, uma cauda citoplasmática. Essa cauda citoplasmática, como na subunidade alfa, não possui atividade enzimática ou ligação à actina.

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Eles possuem cadeias com um número de resíduos variando entre 760 e 790 e podem ligar, como subunidades alfa, cátions bivalentes.

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Sinalização de integrina em células epiteliais. Tirada e editada a partir de K.murphy na Wikipedia em inglês [Domínio público].

Funções

As integrinas têm múltiplas funções, no entanto, as que são conhecidas principalmente são as que veremos a seguir.

União ou acoplamento da célula à matriz extracelular

A conexão entre a célula e a matriz extracelular, graças às integrinas, favorece a resistência da célula ao impulso mecânico, impedindo que sejam arrancadas da matriz.

Vários estudos sugerem que o acoplamento à matriz celular é um requisito básico para o desenvolvimento de organismos eucarióticos multicelulares.

A migração celular é um processo no qual as integrinas estão envolvidas pela ligação ou acoplamento a diferentes substratos. Graças a isso, eles intervêm na resposta imune e na cicatrização de feridas.

Transdução de sinal da matriz extracelular para a célula

As integrinas participam do processo de transdução de sinal. Isso significa que eles intervêm na recepção de informações do fluido extracelular, codificam-no e iniciam a alteração de moléculas intracelulares, como resposta.

Essa transdução de sinal está envolvida em um grande número de processos fisiológicos, como destruição celular programada, diferenciação celular, meiose e mitose (divisão celular), crescimento celular, entre outros.

Integrinas e câncer

Vários estudos mostram que as integrinas desempenham um papel importante no desenvolvimento de tumores, principalmente em metástases e angiogênese. Um exemplo disso são as integrinas αVβ3 e α1β1, entre algumas outras.

Essas integrinas têm sido relacionadas ao crescimento de câncer, resistência terapêutica aumentada e neoplasias hematopoiéticas.

Perspectiva evolutiva

Uma adesão eficiente entre as células para formar tecidos foi, sem dúvida, uma característica crucial que deve estar presente na evolução evolutiva de organismos multicelulares.

O surgimento da família integrina foi atribuído ao aparecimento de metazoários há cerca de 600 milhões de anos.

Um grupo de animais com características histológicas ancestrais são os porifers, comumente chamados esponjas do mar. Nestes animais, a adesão celular ocorre por uma matriz extracelular de proteoglicano. Os receptores que se ligam a esta matriz têm um motivo típico de ligação à integrina.

De fato, neste grupo animal, foram identificados genes relacionados a subunidades específicas de algumas integrinas.

No curso da evolução, o ancestral dos metazoários adquiriu uma integrina e um domínio de ligação que foram preservados ao longo do tempo nesse imenso grupo animal.

Estruturalmente, a complexidade máxima das integrinas é vista no grupo de vertebrados. Existem diferentes integrinas que não estão presentes nos invertebrados, com novos domínios. De fato, mais de 24 integrinas funcionais diferentes foram identificadas em seres humanos – enquanto há apenas 5 na mosca da fruta Drosophila melanogaster .

Referências

  1. Integrine Clínica da Universidade de Navarra. Recuperado de cun.es.
  2. Adesão Atlas de histologia de plantas e animais. Recuperado de mmegias.webs.uvigo.es.
  3. B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, et al. (2002) Biologia Molecular da Célula. 4ª edição Nova York: Garland Science. Integrins Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
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  6. O que é integrina? MBINFO. Recuperado de mechanobio.info.
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