Keskitetyt kontaktit

Focal contacts ( englanniksi  focal adhesions ) - solujen väliset kontaktit , jotka ovat solukalvon integriinireseptoreiden ryhmä , joka yhdistää solun solunulkoiseen matriisiin ; sytoplasmisella puolella ne ovat vuorovaikutuksessa aktiinin sytoskeleton kanssa . Fokaaliset kontaktit mahdollistavat solujen vahvan kiinnittymisen solunulkoiseen matriisiin ja ovat mukana mekaanisen rasituksen siirtämisessä solukalvoon. Ne osallistuvat moniin solujen signalointireitteihin , erityisesti aktivoituvat mekaanisen rasituksen seurauksena [1] .

Rakenne ja proteiinikoostumus

Fokaaliset kontaktit havaitaan vain niissä solukalvon osissa, jotka lähestyvät solunulkoista matriisia alle 15 nm :n etäisyydellä [2] . Polttokosketin on soikea ja sen pituus on 2–10 µm ja leveys 0,25–0,5 µm. Fokaaliset liitokset ovat dynaamisia moniproteiinikomplekseja : kullakin hetkellä jotkin proteiinimolekyylit poistuvat polttopisteistä , kun taas toiset päinvastoin liittyvät niihin. Fokaaliliitoksissa löytyy jopa 100 erilaista proteiinia, mikä kertoo näiden rakenteiden monipuolisista toiminnoista [3] . Yksi tärkeimmistä polttokontaktiproteiineista on vinkuliiniproteiini . Integriinit, jotka muodostavat fokaaliliitosten rakenteellisen perustan, ovat transmembraanisia proteiineja , jotka ovat vuorovaikutuksessa solun ulkopuolella olevan solunulkoisen matriisin ja solun sisällä olevan aktiinin sytoskeleton kanssa. Taliiniproteiinia tarvitaan integriinien aktivoitumiseen ja niiden sitoutumiseen solunulkoiseen matriisiin . Jatkotutkimuksen aikana tunnistettiin monia muita fokaalikontaktiproteiineja; lisäksi oli mahdollista eristää yksittäisiä polttokontaktien kerroksia. Esimerkiksi fokaalinen kontaktikinaasi ja paksilliini (signalointikerros) sijaitsevat lähellä kalvon sitä puolta, joka on solun sisäpuolelle päin . Lähempänä solun keskustaa on mekaaninen transduktiokerros, joka koostuu vinkuliini- ja taliiniproteiineista. Kauimpana kalvosta on aktiinia säätelevä kerros, joka sisältää proteiinit zyksiini , VASP , α-aktiniini ja aktiinifilamentit. Taliini tunkeutuu lueteltuihin kerroksiin läpi: sen N-pää sijaitsee lähellä kalvoa integriinien vieressä ja on vuorovaikutuksessa niiden kanssa, kun taas C-pää jatkuu aktiinia säätelevään kerrokseen ja on vuorovaikutuksessa aktiinifilamenttien kanssa [1] .

Toiminnot

Vaikka fokaaliliitosten tärkein tehtävä on sitoa soluja solunulkoiseen matriisiin, niillä on tärkeä rooli monissa signalointireiteissä, mikä johtuu suurelta osin fokaaliadheesiokinaasin  (FAK ) läsnäolosta niissä. On myös osoitettu, että integriinien klusteroituminen fokaaliliitoksissa ja niiden vuorovaikutus solunulkoisen matriisin kanssa laukaisee tyrosiinitähteiden fosforylaation monissa fokaaliliitosproteiineissa. FAK: n lisäksi polttopisteistä löydettiin Src -perheen proteiinikinaaseja . Osallistumalla signaalinsiirtoon fokaaliset liitokset vaikuttavat solujen kasvuun, eloonjäämiseen ja migraatioon. Useat signalointiproteiinit säätelevät itse fokaaliliitosten kokoamista ja purkamista. Esimerkiksi RhoA aktivoi myosiinia , joka laukaisee polttokontaktien ja jännitysfibrillien kokoamisen . Myosiiniin liittyvien mekaanisten voimien tukahduttaminen johtaa polttokontaktien hitaaseen purkamiseen [4] . Lisäksi aktiinimonomeerien retrogradisella kuljetuksella on tärkeä rooli uusien polttokontaktien kokoamisessa [5] .

Fokaaliset koskettimet ovat mukana mekaanisessa jännityssignalointissa. Solukalvon mekaaninen jännitys, joka välittyy integriineihin, johtaa RhoA:n aktivoitumiseen, mikä laukaisee uusien polttokontaktien muodostumisen, mikä lisää kalvon lujuutta. Näin ollen tässä on positiivinen palautesilmukka . Solukalvon lujuuden muutos vahvistaa vuorovaikutuksessa olevien proteiinien välisiä sidoksia ja johtaa myös aiemmin piilotettujen vuorovaikutuskohtien löytämiseen monista proteiineista. Esimerkiksi RhoA laukaisee fibronektiiniverkoston kokoamisen vapauttamalla sitoutumiskohdan muiden fibronektiinimolekyylien kanssa. RhoA:n vaikutuksesta taliini avaa monia sitoutumiskohtia vinkuliinin kanssa, ja näiden proteiinien välinen vuorovaikutus edistää uusien polttokontaktien muodostumista [1] . Aktiinin sytoskeletolla on tärkeä rooli fokuskontaktien välittämässä mekaanisessa transduktiossa. On osoitettu, että kalvon lähellä sijaitsevien aktomyosiinijuosteiden supistumiskyvyn lasku blebbistatiinia käytettäessä johtaa taliinimolekyylin jännityksen ja polttokontaktien koon pienenemiseen [6] .

Muistiinpanot

1. ↑ 1 2 3 Burridge K. Fokaaliadheesiot: henkilökohtainen näkökulma puolen vuosisadan kehitykseen.  (englanniksi)  // The FEBS Journal. - 2017. - lokakuu ( osa 284 , nro 20 ). - P. 3355-3361 . - doi : 10.1111/febs.14195 . — PMID 28796323 .
2. ↑ Zaidel-Bar R. , Cohen M. , Addadi L. , Geiger B. Solu-matriisiadheesiokompleksien hierarkkinen kokoonpano.  (englanti)  // Biochemical Society Transactions. - 2004. - Kesäkuu ( osa 32 , nro Pt3 ). - s. 416-420 . - doi : 10.1042/BST0320416 . — PMID 15157150 .
3. ↑ Zamir E. , Geiger B. Solu-matriisiadheesioiden molekyylien monimutkaisuus ja dynamiikka.  (Englanti)  // Journal of Cell Science. - 2001. - lokakuu ( osa 114 , nro Pt 20 ). - P. 3583-3590 . — PMID 11707510 .
4. ↑ Wolfenson H. , Bershadsky A. , Henis YI , Geiger B. Aktomyosiinin synnyttämä jännitys kontrolloi polttokiinnittymien molekyylikinetiikkaa  //  Journal of Cell Science. - 2011. - 12. huhtikuuta ( nide 124 , nro 9 ). - s. 1425-1432 . — ISSN 0021-9533 . - doi : 10.1242/jcs.077388 .
5. ↑ Gardel ML , Sabass B. , Ji L. , Danuser G. , Schwarz US , Waterman CM Vetojännitys fokaaliadheesioissa korreloi kaksivaiheisesti aktiinin retrogradisen virtausnopeuden kanssa.  (englanniksi)  // The Journal Of Cell Biology. - 2008. - 15. joulukuuta ( nide 183 , nro 6 ). - s. 999-1005 . - doi : 10.1083/jcb.200810060 . — PMID 19075110 .
6. ↑ Kumar A. , Ouyang M. , Van den Dries K. , McGhee EJ , Tanaka K. , Anderson MD , Groisman A. , Goult BT , Anderson KI , Schwartz MA Talin jännitysanturi paljastaa polttovälin tarttuvuusvoiman siirron ja mekanosensitatiivisuuden uusia ominaisuuksia .  (englanniksi)  // The Journal Of Cell Biology. - 2016. - 9. toukokuuta ( nide 213 , nro 3 ). - s. 371-383 . - doi : 10.1083/jcb.201510012 . — PMID 27161398 .