Морфология и доменная структура
Интегрин морфологически делится на «голову», «ноги», трансмембранный и цитоплазматический участки.
- «Голова» направлена во внеклеточное пространство и имеет глобулярную структуру. Именно она отвечает за связывание с лигандом. В α-цепи головной отдел представлен β-пропеллерным доменом.
- «Ноги» образованы доменами эпидермального фактора роста и примыкают к клеточной мембране.
- Цитоплазматический участок обычно короткий и взаимодействует с белком цитоскелета — талином.
Около половины всех известных α-цепей имеют дополнительный αI-домен (домен фон Виллебрандта), который присоединяется к β-пропеллеру. В таких молекулах именно αI-цепь связывает лиганд. Если этого домена нет, в роли главного связующего звена выступает головной участок β-цепи.
Активация и конформационные изменения
В покоящейся клетке (например, в циркулирующем лейкоците) интегрины неактивны. Их связывающая способность минимальна, а сама молекула находится в согнутом состоянии: «ноги» подогнуты, и «голова» прижата к мембране.
Активация запускается хемокинами и проходит в два этапа:
- Разгибание. «Ноги» выпрямляются, молекула переходит в развернутую конфигурацию, но активный центр всё еще закрыт.
- Открытие. Происходит расхождение α- и β-цепей (участков «ног»). Активный центр открывается для лиганда.
Ключевой элемент активного центра — MIDAS (Metal ion-dependent adhesion site). В физиологических условиях он удерживает ион Mg²⁺. После активации сродство рецептора к лиганду возрастает на несколько порядков, обеспечивая надежную клеточную адгезию. Процесс обратим: при повышении уровня внутриклеточного цАМФ интегрин снова инактивируется.
Передача сигнала («снаружи внутрь»)
Хотя интегрины плотно связывают клетку с матриксом или эндотелием, у них нет собственных ферментативных или сигнальных мотивов в цитоплазматической части.
Для передачи активационного сигнала внутрь клетки используется каскад:
- Активированный рецептор собирается в кластеры и контактирует с другими мембранными молекулами, имеющими мотив ITAM.
- К цитоплазматическому хвосту интегрина подходят тирозинкиназы семейства Src.
- Src-киназы фосфорилируют ITAM-мотив.
- Фосфорилированный ITAM активирует киназы семейства Syk, запускающие клеточный ответ (дегрануляцию, окислительный взрыв, реорганизацию актинового цитоскелета).
Основные семейства интегринов
В иммунологии наибольшее значение имеют рецепторы, узловыми цепями которых выступают β1, β2 и β7 (именно они способны комбинироваться с множеством разных α-цепей).
| Семейство | Альтернативное название | Особенности экспрессии и лиганды |
|---|---|---|
| β1 | Молекулы VLA | Широко представлены на лейкоцитах. Связываются с коллагеном, ламинином, фибронектином и молекулой VCAM-1. |
| β2 | LeuCAM | Присутствуют исключительно на лейкоцитах. Ключевые представители: LFA-1 и Mac-1. Основные рецепторы для них — молекулы группы ICAM. |
| β7 | - | Локализованы в основном на Т-лимфоцитах. Интегрин α4β7 — главный рецептор для миграции клеток в слизистую оболочку кишечника (распознает MadCAM). |
Чтобы не путать лиганды, запомните: β2-интегрины (LeuCAM) преимущественно работают с семейством ICAM, а β1-интегрины (VLA) — с VCAM-1 и внеклеточным матриксом.
Вопросы с занятий и экзамена
Какие ионы необходимы для связывания лиганда с интегрином?
Процесс критически зависит от двухвалентных ионов, в первую очередь ионов магния (Mg²⁺), которые фиксируются в активном центре MIDAS. Также в молекуле есть «карманы» для кальция (Ca²⁺).
Что такое LFA-1 и к какому семейству он относится?
LFA-1 (αLβ2, или CD11a/CD18) — это основной интегрин лимфоцитов, относящийся к семейству β2-интегринов. Он связывается со всеми молекулами семейства ICAM.
Обязательно ли наличие последовательности RGD для работы интегринов?
Нет. Хотя рецепторы узнают последовательность RGD в компонентах матрикса или комплемента, связывание интегринов с важнейшими клеточными молекулами ICAM и VCAM от нее не зависит.
Что ещё разобрать по теме
- Функциональные особенности молекул LFA-1, Mac-1 и p150/p95
- Строение и индукция молекул межклеточной адгезии (ICAM, VCAM-1)
- Молекула PeCAM (CD31) и механизмы гомотипического взаимодействия
- Уникальный адрессин MadCAM и механизмы кишечного хоминга лимфоцитов
- Роль хемоаттрактантов и fMLP в направленной миграции лейкоцитов
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Интегрины» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.