Die cytoplasmatische Sequenz der α1-Integrinuntereinheit

Le résumé fourni par la source

Das α1β1-Integrin ist ein die Plasmamembran durchspannender Adhäsionsrezeptor, der nach Bindung an den extrazellulären Liganden Kollagen intrazelluläre Signalwege auslöst, die zu Zelladhäsion, -spreitung, -migration und -proliferation führen. Gemeinhin wird die Hauptrolle in der α1β1-Integrin vermittelten intrazellulären Signaltransduktion der cytoplasmatischen Domäne der β1- Integrinuntereinheit zugesprochen. Zunehmend demonstrieren Studien jedoch auch die signalgebende Bedeutung der kurzen α1-cytoplasmatischen Sequenz (α1-CS), welche die Aminosäuren KIGFFKRPLKKKMEK umfasst. Auf welchem Weg der α1-cytoplasmatische Teil seine Signalfunktion entfaltet, ist allerdings nur wenig erforscht. In der vorliegenden Arbeit wurden deshalb sowohl die Struktur als auch die Lipidbindung als mögliche funktionsdeterminierende Eigenschaften dieser kurzen, basischen Sequenz untersucht. Das von der α1-CS abgeleitete Peptid besaß in Lösung keine definierte Sekundärstruktur, wie CD-Messungen und MD-Simulationen zeigten. Die erstmals für ein Integrin durchgeführten Lipidbindungsstudien demonstrierten jedoch, dass die α1-CS mit den Second messenger Molekülen PI(4,5)P2 und insbesondere PI(3,4,5)P3 assoziierte. Für diese Interaktionen konnten mikromolare Dissoziationskonstanten ermittelt werden, die für eine geringe Bindungsaffinität sprechen. Das Peptid der α1-CS inserierte zudem in Abhängigkeit von der PIP-Art und der PIP-Konzentration und vermittelt über ionische Wechselwirkungen in PI(4,5)P2\- und PI(3,4,5)P3-enthaltende Langmuir- Filme. Studien mit verkürzten Peptiden ergaben, dass die Membraninsertion der α1-CS durch das membranproximale, konservierte KIGFFKR-Motiv angetrieben, durch die membrandistale, α1-spezifische PLKKKMEK-Sequenz jedoch stabilisiert und verstärkt wurde. Die Assoziation mit Liposomen, die PI(4,5)P2 oder PI(3,4,5)P3 enthielten, induzierte keine eindeutige Sekundärstruktur in den α1-Integrinpeptiden, jedoch liefert die vorliegende Arbeit Hinweise darauf, dass die Interaktion zwischen α1β1-Integrin und dem phospholipidmodifizierenden Enzym PLCγ1 durch PI(4,5)P2 bzw. PI(3,4,5)P3 verstärkt wird. Dabei wurden die PH- und die C-SH2-Domäne der PLCγ1 als Bindungsloci für die cytoplasmatischen Domänen von α1- und β1-Integrinuntereinheit identifiziert. Die Assoziation beider Integrinketten mit der PH-Domäne war hierbei von deren Lipidbindung und der Ionenstärke abhängig. In funktionellen Studien wurde weiterhin die Bedeutung sowohl der PLCγ1 als auch ihrer PH-Domäne für die α1β1-Integrin-vermittelte Zellmigration gezeigt. Immuncytochemische Studien demonstrierten die Rolle der PH- bzw. der C-SH2-Domäne in der α1β1-Integrin-vermittelten, regulierten Ausbildung von Membranausläufern und der Organisation des Aktincytoskeletts. In Abhängigkeit von der β1-cytoplasmatischen Domäne co-lokalisierte die N+C-SH2-Domäne der PLCγ1 zudem mit den Enden kortikaler Aktinstränge. Diese Befunde weisen auf die Bedeutung kooperativer Protein-Protein- und Protein-Lipid-Interaktionen zwischen α1β1-Integrin, Phosphoinositiden und der PLCγ1 für die α1β1-Integrin- abhängige, PLCγ1-vermittelte Zellmigration hin. Die zur Lipidbindung der α1-CS vorgestellten Daten eröffnen zudem einen neuartigen Regulierungsmechanismus der α1β1-Integrin-vermittelten Signaltransduktion, der generell für Integrine gelten könnte.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.