Integrine
Continuazione
1. ASSE
INTEGRINEFILAMENTI DI
ACTINA
http://jcs.biologists.org/content/122/2/199/F1.large.jpg
Migrazione cellulare
http://ous-research.no/home/institute/news/10650
Integrins in cell
migration – the
actin connection
Vicente-Manzanares M, Choi CK, Horwitz AR. Integrins in cell migration—the actin connection. J Cell Sci. 2009 Jan
15;122(Pt 2):199-206.
http://jcs.biologists.org/content/122/2/199.figures-only
Contrazione della muscolatura liscia
http://faculty.etsu.edu/forsman/Histology%20of%20musclefor%20web_files/image006.jpg
Molecular organization of integrin/cytoskeletal adhesion junctions in smooth muscle. Actin
filaments are linked to integrin proteins via actin cross-linking proteins that bind to the cytoplasmic
tails of integrin proteins. Scaffolding proteins regulate the assembly of protein complexes at
adhesion junctions in response to contractile stimulation. Proteins that assemble into
macromolecular complexes at adhesion junctions regulate actin polymerization. HSP, heat shock
protein; ILK, integrin-linked kinase; FAK, focal adhesion kinase; N-WASp, neuronal Wiskott-Aldrich
syndrome protein.
http://ajpcell.physiology.org/content/295/3/C576
L’asse integrine – actina (1)
Al contrario di quanto avviene con α6β4, la maggior parte delle integrine
in seguito a legame con un ligando sono collegate funzionalmente al
citoscheletro di actina.
Un ligando fondamentale delle integrine associate all’actina è la
fibronectina (FN) che nell’Uomo e nei topi è riconosciuta da 11
eterodimeri di integrine.
La fibronectina è una grande glicoproteina che esiste in due forme:
Fibronectina cellulare: presente nei tessuti dove si assembla in una matrice
fibrillare.
Fibronectina plasmatica: prodotta dagli epatociti e secreta nel sangue dove
rimane in forma solubile non fibrillare, oppure, quando penetra nei tessuti r,imane
incorporata nella ECM
La fibronectina si trova solo nei Vertebrati ed è fondamentale per lo
sviluppo della vascolarizzazione dove si trova fra l’endotelio e le cellule
perivascolari.
Wickstrom et al. In: Extracellula matrix Biology, Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2012
Wickstrom et al. In: Extracellula matrix Biology, Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2012
L’asse integrine – actina (2)
La fibronectina (FN) è un dimero legato da ponti disolfuro e la sua
deposizione in una matrice fibrillare è un processo cellulare che
dipende in modo critico dalle integrine.
Le integrine α5β1, αvβ3, α4β1 e αIIbβ3 inducono la fibrillogenesi in
vitro.
Queste integrine si legano alla FN, che è secreta come struttura
compatta globulare in cui i siti di legame per altre molecole di FN
sono sepolti all’interno della proteina («siti criptici»).
Il legame è seguito dall’attivazione del segnalamento mediato da
integrine, portando al reclutamento di proteine citoplasmatiche
per formare complessi di adesione focale (FCs).
Diversi componenti delle adesioni focali sono proteine che legano e
modulano l’actina permettendo il reclutamento e la
riorganizzazione del citoscheletro di actina verso questi siti e la loro
maturazione in FAs.
Wickstrom et al. In: Extracellula matrix Biology, Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2012
L’asse integrine – actina (3)
La principale integrina che contribuisce alla formazione di fibrille di FN, la
α5β1, lascia le adesioni focali (FA) e si muove lungo la F-actina per
formare adesioni fibrillari. In questo modo facilita la generazione di
tensione meccanica tramite il citoscheletro di actina, portando allo
stiramento della molecola di FN legata che provoca la comparsa in
superficie di siti di auto-assemblamento precedentemente criptici e,
successivamente al legame di altre molecole di FN, con la risultante
produzione di fibrille di FN.
Wickstrom et al. In: Extracellula matrix Biology, Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2012
http://www.ks.uiuc.edu/Research/fibronectin/images/fn-int.jpg
Streching a fibronectin type III module FN-III1.
Click here for a movie (MPEG, 1.7M) showing the unfolding of
the module.
http://www.ks.uiuc.edu/Research/fibronectin/
Immunofluorescence image captured by
two-photon microscopy showing cell
nuclei (blue), fibronectin (green), and
actively proliferating cells (red) in a
three dimensional
“tissue body”.
https://www.urmc.rochester.edu/labs/DaleckiLab/news/?display=2010
Fibronectin, one of the typical ligands
of integrin, may induce cell
attachment and cell spread. On
activated integrins binding to the
fibronectin, ..
http://mcr.aacrjournals.org/content/6/2.cover-expansion
Integrine
2. ATTIVAZIONE
Kinbara K, Goldfinger LE, Hansen M, Chou FL, Ginsberg MH. Ras GTPases: integrins' friends or foes? Nat Rev Mol
Cell Biol. 2003 Oct;4(10):767-76.
Attivazione delle integrine (1)
Le integrine manifestano tre stati di attivazione principali:
inattivo (bassa affinità), attivo (alta affinità) e occupato dal
ligando.
Nel modello detto «switchblade» (cambia lame) un’integrina
inattiva è ripiegata su se stessa, facendo che la tasca di
legame con il ligando sia sotterrata.
Le integrine sono attive quando dritte, posizione in cui
espongono interamente la tasca di legame con il ligando.
Coombe & Dye. In: Cell Adhesion Molecules, CRC Press
Conformazioni inattiva e attiva (a)
Evans, 2009: http://jcs.biologists.org/content/122/2/215/F1.large.jpg
http://www.nature.com/nrm/journal/v11/n4/box/nrm2871_BX1.html
http://www.mechanobio.info/figure/1384245207230.jpg.html
Vedi Fig. 19-45
Alberts nuovo
La struttura delle subunità di
una integrina attiva, che
collega
la
matrice
extracellulare al citoscheletro
di actina. La testa della
molecola di integrina si collega
direttamente ad una proteina
extracellulare tipo fibronectna;
la
coda
intracellulare
dell’integrina si collega alla
talina, che a sua volta si collega
all’actina
filamentosa.
Un
insieme di altre proteine
intracellulari di ancoraggio, che
includono la -actinina, la
filamina e la vinculina, aiutano
a rafforzare il legame.
Attivazione delle integrine (2)
Quando sono inattive, le integrine si legano ai ligandi con bassa affinità.
Questa interazione a bassa affinità stimola segnali intracellulari che
attivano la proteina del citoscheletro talina, che si lega alla coda
citoplasmatica della subunità β.
Questo legame rompe l’associazione inibitoria fra le catene α e β,
permettendo che le regioni citoplasmatiche e transmembrana delle due
catene si separino e porta alla condizione in cui il dominio extracellulare
cambi da una conformazione ripiegata ad una forma distesa che
permette un legame ad alta affinità con il ligando.
Nonostante le integrine si leghino ai loro ligandi con alta affinità in seguito
all’attivazione «inside-out», il legame stabile richiede che i loro domini
citoplasmatici siano ancorati al citoscheletro.
Il legame integrina-ligando scatena l’aggregazione delle integrine sulla
superficie cellulare e porta al reclutamento di enzimi e di molecole
adattatatrici che formano complessi di adesione che collegano le
integrine al citoscheletro.
Coombe & Dye. In: Cell Adhesion Molecules, CRC Press
LE INTEGRINE POSSONO CAMBIARE
DA UNA CONFORMAZIONE ATTIVA AD UNA INATTIVA (1)
Una cellula che striscia in un tessuto – ad es. un fibroblasto o un
macrofago o una cellula epiteliale che ha subito una transizione
epitelio-mesenchimale e migra lungo la lamina basale – deve essere
in grado sia di stabilire che di rompere i collegamenti con la
matrice, e di farlo rapidamente in modo da viaggiare rapidamente.
Allo stesso modo, un leucocita circolante deve essere in grado di
attivare che di disattivare la sua capacità di legarsi alle cellule
endoteliali in modo da strisciare fuori da un vaso sanguigno in un
sito di infiammazione, nelle circostanze appropriate. Inoltre, se si
deve applicare delle forze laddove esse sono richieste, il fare e
disfare dei collegamenti extracellulari in tutti questi casi devono
essere accoppiati all’assemblaggio e disassemblaggio rapido dei
collegamenti al citoscheletro all’interno della cellula.
LE INTEGRINE POSSONO CAMBIARE
DA UNA CONFORMAZIONE ATTIVA AD UNA INATTIVA (2)
Le molecole di integrine che attraversano la membrana e
mediano i collegamenti non possono essere oggetti
semplicemente passivi ed inerti con porzioni appiccicose ad
entrambe le estremità.
Esse debbono essere in grado di alternare fra un stato attivo
in cui rapidamente formano collegamenti e uno stato
inattivo in cui non lo fanno; inoltre, il collegamento con i loro
ligandi da un lato della membrana deve alterare la
propensione a legare un diverso insieme di ligandi dall’altro
lato.
LE INTEGRINE POSSONO CAMBIARE
DA UNA CONFORMAZIONE ATTIVA AD UNA INATTIVA (3)
La base di questi fenomeni dinamici é la regolazione
allosterica; quando un integrina si lega o si distacca dai suoi
ligandi, essa subisce dei cambiamenti conformazionali che
influenzano sia le estremità intracellulari che extracellulari
della molecola.
Le alterazioni strutturali da una parte sono accoppiate ad
alterazioni strutturali dall’altra, cosicchè le influenze possono
essere trasmesse in qualsiasi direzione attraverso la
membrana cellulare. Le pinze per il legname che i boscaioli
usano per afferrare i ceppi possono essere prese per analogia.
Pinze per ceppi.
Vedi figura ceppo Alberts nuovo
Quando si prendono le
maniglie, le pinze afferrano il
ceppo; se si chiudono le pinze
sul ceppo, le maniglie si
avviccinano.
Inoltre, quanto maggiore é la
tensione sulle lingue laterali,
tanto più forte è la presa ad
entrambe le estremità.
In una molecola di integrina, i
dettagli del legame sono
differenti, ma i principi
meccanici sono simili: i
cambiamenti conformazionali
nelle estremità opposte della
molecola sono accoppiati, e
avvicinando le maniglie si ha
una presa più forte.
LE INTEGRINE POSSONO CAMBIARE
DA UNA CONFORMAZIONE ATTIVA AD UNA INATTIVA (4)
Le alterazioni strutturali delle integrine possono essere dimostrate
prendendo una preparazione purificata di molecole di integrine
esaminandole ad alta risoluzione con microscopia elettronica.
Se le integrine sono mantenute in un mezzo ricco di Calcio simile al
liquido extracellulare normale, ma senza un ligando extracellulare,
e in seguito rapidamente preparate per la microscopia elettronica,
esse si presentano come oggetti a forma di V strettament ripiegati.
Se invece si aggiunge al mezzo un piccolo peptide sintetico
contenente la sequenza che imita il dominio di legame con
l’integrina di una proteina della matrice extracellulare naturale, le
integrine si legano a questa molecola e si estendono adottando una
forma diversa in cui le due gambe non sono più piegate
strettamente, ma invece si distendono e si separano una dall’altra,
reggendo una regione di testa ben sopra di esse.
LE INTEGRINE POSSONO CAMBIARE
DA UNA CONFORMAZIONE ATTIVA AD UNA INATTIVA (5)
Queste coppie di strutture possono essere paragonate con
dati pù dettagliati di cristallografia di raggi X che rivelano che
le due gambe corrispondono alle catene  e β delle integrine.
La regione della testa, dove esse si incontrano, contiene il sito
di legame per il ligando extracellulare.
Il legame con il suo ligando distorce questa regione in modo
da favorire la scelta di una conformazione “attiva”, distesa;
vice-versa, la scelta di della conformazione distesa crea un
sito di legame più favorevole, con maggiore affinità per il
ligando.
In che modo questi cambiamenti nella regione extracellulare
dell’integrina si collegano agli eventi che occorrono all’estremità
intracellulare della molecola di integrina?
Nella loro conformazione ripiegata, inattiva, le porzioni
intracellulari delle catene  e β rimangono molto vicine e
aderiscono una all’altra.
Quando il dominio extracellulare si allarga, questo contatto si
rompe e le porzioni intracellulari (e transmembrana) di queste
catene si separano.
Come risultato, il sito di legame per la talina sulla coda della
catena β viene esposto. Il legame con la talina porta a sua volta
all’assemblamento di filamenti di actina ancorati all’estremità
intracellulare dell’integrina.
In questo modo, quando una integrina si aggrappa al suo ligando
fuori dalla cellula, la cellula reagisce collegando il suo citoscheletro
alla molecola di integrina, in modo tale da potere applicare delle
forze a questo punto di attacco. Ciò viene noto come attivazione
“outside-in”.
La catena di causa ed effetto può anche funzionare in senso
opposto, dall’interno verso l’esterno invece che dall’esterno verso
l’interno (segnalamento «inside-out»).
La talina compete con la catena  per il suo sito di legame sulla
coda della catena β. Perciò, quando la talina si lega alla catena β,
essa disfa il legame -β, permettendo alle due gambe della
molecola di integrina di scattare e di separarsi. Ciò guida la
porzione extracellulare dell’integrina verso la sua conformazione
estesa, attiva.
Questa attivazione “inside-out” viene scatenata da molecole
regolatorie intracellulari. Queste includono il fosfoinositide PIP2,
che si ritiene sia in grado di attivare la talina in modo tale che essa
si lega in modo forte alla catena β dell’integrina. In questo modo,
un segnale generato all’interno della cellula scatena un processo
tramite il quale le molecole di integrina afferrano e tengono
saldamente i loro ligandi extracellulari.
Le molecole intracellulari come il PIP2 sono esse stesse prodotte in
risposta a segnali ricevuti dall’esterno della cellula mediante altri
tipi di recettori di superfcie, quali i recettori accoppiati a proteine G
e i recettori ad attività tirosina chinasica, che possono quindi
controllare l’attivazione delle integrine.
Viceversa, l’attivazione delle integrine mediante legame alla
matrice può influenzare il ricevimento dei segnali mediati da altre
vie di signalling. L’interazione di tutte queste vie di comunicazione,
trasmettendo i segnali in entrambe le direzioni attraverso la
membrana cellulare, permette che abbiano luogo interazioni
complesse fra le cellula e il ambiente fisico-chimico.
Ligandi multivalenti
Hynes RO, Naba A. Overview of the matrisome--an inventory of extracellular matrix constituents and functions. Cold Spring Harb
Perspect Biol. 2012 Jan 1;4(1):a004903.
http://www.stonybrook.edu/biochem/BIOCHEM/facultypages/holdener/figures/mesd/fig9talin.gif
Seminario
Talina (p235) (1)
Fornisce un collegamento tra i microfilamenti di actina.
E’ una proteina di dimensioni abbastanza grandi (MW 270
kDa; 235 kDa nei gel, donde il nome originario di p235).
Nuclea l’assemblaggio di actina e si lega alla vinculina oltre
che a un gran numero di proteine leganti l’actina e altre
proteine sopratuttto nelle adesioni focali.
Oltre che legarsi alla vinculina, che di per se si associa ai lipidi,
la talina è anche in grado di legarsi direttamente ai lipidi.
http://www.bms.ed.ac.uk/research/others/smaciver/Encyclop/Abp-t/Talin.htm
Seminario
Talina (2)
E’ una proteina dimerica testa-coda che adotta una forma a manubrio.
E’ facilmente digerita (trombina, calpaina II) in due domini si 47 kDa e
di 200 kDa.
Il frammento di 47 kDa è il N-terminale e si lega a lipidi anionici
(PIP2)
La coda C-terminale di maggiori dimensioni forma un gran numero
di ripetizioni.
Si ritiene che contenga tre siti diversi di legame con l’actina.
Il rapporto della talina con l’actina è complesso:
Da una parte riduce la lunghezza dei filamenti di actina e la viscosità
delle soluzioni di actina.
Dall’altro è in grado di nucleare l’assemblaggio dell’actina.
L’interazione actina-talina è molto sensibile al pH.
Integrine
3. Trasduzione segnali &
Meccanotrasduzione
http://jcs.biologists.org/content/115/19/3729/F1.expansion.html
SEGNALAMENTO MEDIATO DA INTEGRINE
L’interazione delle integrine con la matrice extracellulare nei punti
di contatto o di adesioni focali porta all’aggregazione delle integrine
e al reclutamento di molecole di segnalamento e di filamenti di
actina ai domini citoplasmatici delle integrine.
L’adesione cellulare alla matrice di per può attivare diverse molecole
di segnalamento che includono la “focal adhesion kinase” (FAK), le
MAP chinasi Erk e c-Jun kinase (JNKs) e i membri Rho della famiglia
delle GTPasi, incluso RhoA, Rac1 e CDC42.
Le integrine regolano l’adesione cellulare, lo “spreading” delle cellule
sulla matrice , la proliferazione, la sopravvivenza (o l’apoptosi) e
alterazioni morfologiche di diversi tipi cellulari (ad es. cellule epiteliali,
endoteliali, fibroblasti e altri tipi di cellule mesenchimali).
Lee JW, Juliano R. Mitogenic signal transduction by integrin- and growth factor receptor-mediated pathways. Mol Cells. 2004
Apr 30;17(2):188-202.
http://www.nature.com/nrm/journal/v6/n1/box/nrm1549_BX1.html
Integrine/actina e trasduzione di segnale (1)
Oltre a catalizzare l’assemblaggio della matrice, il legame delle
integrine alla fibronectina (FN) o ad altri ligandi porta all’induzione di
diversi tipi di segnalamento intracellulare.
Questi includono l’attivazione di vie classiche di segnalazione
tramite fosforilazione di residui di tirosina e serina in substrati
specifici, che ha come risultato finale la regolazione della
sopravvivenza, crescita o differenziamento cellulari.
Questo segnalamento opera in stretta collaborazione con il
segnalamento indotto da fattori di crescita, rendendo difficile la
comprensione dei segnali che specificamente scaturiscono dalle
integrine legate.
Un ulteriore modo di segnalamento è il reclutamento di actina
filamentosa (F-actina) si siti di adesione tramite integrine, un
processo strettamente accoppiato al rimodellamento attivo del
citoscheletro di actina.
Wickstrom et al. In: Additional perspectives on Extracellula Biology, Cold Spring Harbor Laboratory Press,
Integrine/actina e trasduzione di segnale
(2)
Il legame integrine-actina è molto importantee per il
funzionamento delle integrine sotto diversi aspetti:
1. La polimerizzazione activa dell’actina, la formazione di
legami incrociati e l’ulteriore generazione di forza sono
fondamentali per la maturazione delle adesioni mediate
da integrine che si creano e sono di vita breve in adesioni
focali stabili e in grado di trasmettere il segnale.
2. E’ richiesto per il preciso controllo spazio-temporale
delle protrusioni cellulari e loro retrazione durante la
migrazione cellulare.
3. Permette alle cellule di adottare o modificare la loro forma
caratteristica, ad esempio, per diventare polarizzate.
4. E’ critico per l’assemblaggio della matrice di fibronectina
http://www.nature.com/nrm/journal/v3/n4/fig_tab/nrm779_F3.html
http://0-physrev.physiology.org.library.pcc.edu/content/88/2/489/F1.large.jpg
Hynes RO. Integrins: bidirectional, allosteric signaling machines. Cell. 2002 Sep 20;110(6):673-87.
Francavilla C, Maddaluno L, Cavallaro U. The functional role of cell adhesion molecules in tumor angiogenesis. Semin
Cancer Biol. 19:98-309, 2009.
L’interazione con le proteine della matrice extracellulare (es.
fibronectina e vitronectina) o con immunoglobuline sulle
superficie cellulare [es. «intercellular adhesion molecule 1»
(ICAM-1) e «vascular adhesion molecule-1» VCAM-1)]
promuove l’aggregazione delle integrine e conseguente
trasduzione di segnale mediata dalle integrine.
In conseguenza del legame, le integrine (che non hanno
attività enzimatiche o chinasiche specifiche) attivano
complesse vie di segnalamento associandosi con chinasi e
proteine adattatrici nei complessi delle adesioni focali.
I complessi delle adesioni focali, identificati come strutture
specializzate di adesione, sono composti da:
Integrine
Proteina chinasi, quali le «focal adhesion kinase», FAK, e il «nonreceptor tyrosine kinase receptor Src
Proteine adattatrici (es. Shc)
Intermediari di segnalamento (es. famiglia Rho delle GTPasi)
Proteine citoscheletriche che legano l’actina (es. talina, la α-actinina,
la paxillina, la tensina e la vinculina)
Altre proteine di segnalamento.
Il signaling mediato dalle integrine regola l’espressione
genica, la crescita cellulare, il differenziamento e la
sopravvivenza.
Francavilla C, Maddaluno L, Cavallaro U. The functional role of cell adhesion molecules in tumor angiogenesis.
Semin Cancer Biol. 19:98-309, 2009.
Francavilla C, Maddaluno L, Cavallaro U. The functional role of cell adhesion molecules in tumor angiogenesis.
Semin Cancer Biol. 19:98-309, 2009.
Un’impedita regolazione del signaling mediato dalle
integrine può contribuire alla progressione della
malattia in diverse tipologie di patologie, che
includono le malattie autoimmuni, le disfunzioni
trombotiche e il cancro.
Alberts figura 19-49 importante
Attivazione delle integrine mediante comunicazione
intrecciata con altre vie di segnalazione. Dei segnali ricevuti
dall’esterno della cellula mediante altri tipi di recettori di
superficie, quali recettori accoppiati a proteine G e recettori ad
attività tirosina chinasica, possono alterare la conformazione
della talina e quindi attivare le integrine
Il segnalamento mediato da integrine
dipende dalla attività tirosina chinasiche
non recettoriali delle proteine FAK (“focal
adhesion kinase”) e src, nonchè dalla
funzioni di proteina adattatrici FAK, src e Shc
per iniziare eventi di segnalamento a valle.
Sono illustrate le comuni cascate di chinasi
ma per semplicità sono omesse la
cooperatività e l’attivazione incrociata fra le
differenti cascate.
Un ammonimento all’interpretazione del ruolo
delle integrine nella mediazione della
sopravvivenza è che gli effetti delle chinasi
sono spesso studiati mediante l’uso di
costrutti attivi costituzionalemente.
Non è chiaro se questo approccio simola
precisamente le vie di segnalamento mediato
dalle integrine...
Stupack & Cheresh, 2002
Sono assenti nello schema anche un gran
numero di proteine citoscheletriche, quali la
α-actinina, l’actina, la vinculina,la talina e la
paxcillina, che fungono da adattatori,
reclutatori e impalcature su cui questi eventi
Integrin Signaling via Focal Adhesion Kinase
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9908/figure/A1783/
Seminario
Focal adhesion kinases (FAKs) (1)
Parsons JT. Focal adhesion kinase: the first ten years. J Cell Sci. 2003 Apr 15;116(Pt
Seminario: Focal adhesion kinases (FAKs) (2)
La FAK comprende un dominio catalitico centrale fiancheggiato da grandi
domini N- e C-terminali non catalitici.
Il dominio N-terminale ha somiglianza di sequenza con una famiglia di
proteine che contiene domini detti FERM (erythrocyte band four.1 ezrinradixin-moesin).
Di solito, i membri di qeusta familia collegano flicoproteine
transmembrana al citoscheletro di actina, Nel caso della FAX il ruolo del
dominio FERM non è chiaro.
In vitro il N-terminale della FAX si lega a sequenze del dominio
citoplasmatico delle subunità β delle integrine, ma non ci sono prove di un
simile collegamento in vivo.
Il dominio N-terminale media inoltre l’interazione con forme attivate del
recettore per l’Epidermal Growth Factor (EGF).
Diversi dati indicano che il dominio FERM può dirigere la FAK a siti di
aggregazione di integrine o di recettori per fattori di crescita e regolare
l’attività catalitica e la localizzaione subcellulare della FAK.
Parsons JT. Focal adhesion kinase: the first ten years. J Cell Sci. 2003 Apr 15;116(Pt
Seminario: Focal adhesion kinases (FAKs) (3)
La regione C-terminale della FAK è ricca di siti di interazione
proteina-proteina.
Una sequenza con circa 100 residui di AA designata «FAT» (Focal
Adhesion Targetting») indirizza la FAK verso complessi adesivi di
nuova formazione o già formati.
L’integrità di questa regione è essenziale per il segnalamento della
FAK.
Il dominio FAT è inoltre un sito di legame per la proteina delle
adesioni focali paxilina.
Poichè la paxlina si lega direttamente ai domini citoplasmatici dei
recettori integrinici nonchè alla proteina delle adesioni focali
vinculina, la paxillina può fungere da «docking partner» per la FAK
nei complessi di adesione.
Il dominio chinasico della FAK condivide somiglianza di sequenza
con altre tirosina chinasi sia recettoriali che non.
Parsons JT. Focal adhesion kinase: the first ten years. J Cell Sci. 2003 Apr 15;116(Pt
Seminario: La FAK come interrutore
per molteplici segnali di uscita
La fosforilazione della FAK in risposta al’ingagio delle integrine con un
ligando porta alla formazione di fosfotirosine che fungono da siti di
ancoraggio per diverse classi di molecole di segnalamento e può essere
importante per il legame indotto da cambiamenti conformazionali di
proteine ad altri motivi strutturali all’interno dei domini non-catalitici C- e
N-terminali.
La fosforilazione di Tyr397 crea un sito ad alta affinità per il dominio SH2
delle famiglia di chinasi Src e porta al reclutamento e attivazione della Src
mediante formazione di un complesso bipartito di chinasi.
Questo complesso porta alla fosforilazione su tirosine di siti addizionali
della FAK e su proteine liganti la FAK quali Cas e paxilina.
La fosforilazione della Tyr397 inoltre sembra essere importante per il
reclutamento di altre proteine contenenti SH2, che inclusono la subunità
di 85kDa della phosphoinositide 3-kinase (PI 3-kinase), la fosfolipasi C
(PLC)γ e la proteina adattatrice Grb7.
Parsons JT. Focal adhesion kinase: the first ten years. J Cell Sci. 2003 Apr 15;116(Pt
Parsons JT. Focal adhesion kinase: the first ten years. J Cell Sci. 2003 Apr 15;116(Pt
Seminario
ADESIONI FOCALI
Seminario: Adesione focale/Contatto focale
Zona di adesione specializzata fra la cellula e il
substrato sottostante.
Complessi macromolecolari proteici che collegano la
matrice extracellulare al citoscheletro di actina
mediante le integrine.
Un gran numero di proteine specifiche sono
concentrate nei contatti focali
Queste sono di solito proteine strutturali, del
citoscheletro ma anche di segnalamento.
Seminario: Adesioni focali (1)
Quando fibroblasti e cellule epiteliali sono coltivati in vitro su
una piastra la superficie inferiore della cellula non è
uniformemente schiacciata contro il substrato.
La cellula è ancorata alla superficie solo in corrispondenza di
alcuni siti sparsi e ben definiti: adesioni focali.
Le adesioni focali sono strutture dinamiche che possono
disassemblarsi rapidamente se la cellula è stimolata a muoversi
o ad entrare in mitosi.
In un’adesione focale la membrana plasmatica contiene degli
ammassi delle proteine di adesione dette integrine, per lo più
α v β3 .
Seminario: Adesioni focali (2)
I domini citoplasmatici delle integrine sono collegati tramite vari
adattatori ai filamenti di actina.
Le adesioni focali possono fungere come un sensore che raccoglie
informazioni sulle caratteristiche fisiche (meccaniche) e chimiche
(composizione proteica, glicoproteica, proteoglicanica,
glicosaminoglicanica) e le trasmette all’interno delle cellule.
Tali informazioni possono indurre cambiamenti di adesione cellulare,
proliferazione, differenziamento e sopravvivenza.
Le adesioni focali sono inoltre implicate nella locomozione cellulare,
durante le quali le integrine sviluppano interazioni transienti con il
substrato extracellulare.
Le adesioni focali creano e rispondono a sollecitazioni meccaniche.
Le adesioni focali sono osservate più comunemente in vitro, sebbene tipi
analoghi di contatti adesivi si trovino nel tessuto muscolare e nei tendini.
Co alignment of actin stress fibers and focal adhesions
Focal adhesions in cell motility