Липкий - Adhesome

Период, термин Липкий впервые был использован Ричард Хайнс для описания набора рецепторов адгезии клетка-клетка и клетка-матрица в организме [1] и позже расширен Бенни Гейгером и его сотрудниками, чтобы включить всю сеть структурных и сигнальных белков, участвующих в регуляции адгезии клеточного матрикса.[2][3][4]

Рецепторы

Основными рецепторами адгезии клеточного матрикса являются: интегрины и поэтому адгезома адгезии клеточного матрикса называется адгезомой интегрина.[4] Межклеточная адгезия в первую очередь опосредуется кадгерин рецепторы и, следовательно, адгезома клеточно-клеточной адгезии упоминается как адгезома кадгерина или кадгесома.[5] Первые попытки установить набор белков, которые непосредственно участвуют («добросовестные» компоненты адгезомы) или косвенно («связанные» компоненты адгезомы) влияют на адгезию клеток, были основаны на изучении первичной исследовательской литературы и привели к получению примерно 200 белков в каждом из них. адгезомы интегрина или кадгерина.[4][5][6] Позже беспристрастный протеомный подходы с использованием масс-спектрометрии обнаружили еще сотни белков, связанных с адгезией интегринов.[7][8][9] Однако сравнение множественных протеомных исследований интегриновой адгезомы фибробластов, прикрепленных к фибронектину, обнаружило только 60 белков, общих для всех исследований.

Белки

Хамфрис и его сотрудники назвали эти 60 белков «консенсусной адгезией интегрина».[10]

Расследование

Адгезии клеточного матрикса были более широко исследованы протеомикой по сравнению с адгезией клетка-клетка, потому что их легче изолировать от клеток, прикрепленных к стеклу.[11] Появление близкое биотинилирование автор: birA *[12] способствовал проведению первых основанных на протеомике исследований адгезомы кадгерина.[13][14]

Критерии

Хотя протеомные методы идентифицировали многие новые белки, которые потенциально могут быть адгезивными компонентами, их нельзя рассматривать как адгезивные компоненты до тех пор, пока они не будут проверены на соответствие следующим критериям: 1. они локализуются в структуре клеточной адгезии, такой как фокальная адгезия или соединение адгезий. 2. они напрямую взаимодействуют с одним из основных адгезионных компонентов, таким как интегрин, кадгерин или катенины, И / ИЛИ их нокдаун оказывает явное влияние на адгезию клеток.

Масс-спектрометрии

Масс-спектрометрия успешно использовалась для выявления изменений в составе адгезома при возмущении. Schiller et al. а также Kuo et al. изучили влияние ингибирования сократимости миозина на состав адгезома интегрина и обнаружили, что белки домена LIM и бета-PIX чувствительны к натяжению.[8][9] Gou et al. обнаружили небольшое изменение в адгезоме кадгерина после истощения запасов кальция из среды, что по существу устраняет межклеточную адгезию.[13] Рейнхард Фасслер и его коллеги использовали протеомику на специально сконструированных клеточных линиях, чтобы различать адгезомы β1- и интегрины αv-класса.[15]

Мультидоменные белки

Адгезома содержит многодоменные белки с различными функциями, некоторые из которых специфически обогащены адгезомой по сравнению с протеомом клетки.[16] Белковые домены, обогащенные адгезомой, включают: гомологию плекстрина (PH) и домены FERM, которые направляют белки на плазматическую мембрану; Домен гомологии кальпонина (CH), который является мотивом связывания F-актина; Домен Src homology 2 (SH2), который опосредует взаимодействие с фосфорилированными остатками тирозина; Armadillo (ARM) домены GUK и LIM, которые опосредуют специфическое белок-белковое связывание.[16] Адгезома, основанная на литературе, содержит ферменты, такие как протеинтирозин и серин / треонинкиназы и фосфатазы, факторы обмена гуаниновых нуклеотидов и белки, активирующие GTPase, E3-лигазы и протеазы, которые регулируют адгезию посредством пост-переводная модификация многих структурных и каркасных белков, обнаруженных в адгезоме.[3] Основанные на протеоме исследования идентифицировали многие белки из функциональных групп, которые ранее не были связаны с участками клеточной адгезии, такие как белки, участвующие в сплайсинге, трансляции, передаче РНК, Гольджи, эндоплазматическом ретикулуме и метаболических ферментах. Являются ли эти белки действительно неотъемлемой частью адгезомы или артефактом протеомных методов, еще предстоит выяснить.

Геномы

Наличие геномов многих организмов на древе жизни открыло возможность изучить, как адгезомы развился от одноклеточных родственников животных через простых животных (например, губок) до млекопитающих.[17][18] Удивительно, но большинство адгесомных белков кадгерина существовало задолго до многоклеточности и выполняло другие функции в клетках. Позже, с появлением структуры кадгерин-катенин-актин, они были включены в кадхесому.[18][19]

Рекомендации

  1. ^ Whittaker, Charles A .; Бержерон, Карл-Фредерик; Уиттл, Джеймс; Brandhorst, Брюс П .; Берк, Роберт Д.; Хайнс, Ричард О. (декабрь 2006 г.). «Иглокожие слипчивые». Биология развития. 300 (1): 252–266. Дои:10.1016 / j.ydbio.2006.07.044. ЧВК  3565218. PMID  16950242.
  2. ^ Зайдель-Бар, Ронен; Ицковиц, Шалев; Мааян, Ави; Айенгар, Рави; Гейгер, Бенджамин (2007). «Функциональный атлас адгезомы интегрина». Природа клеточной биологии. 9 (8): 858–867. Дои:10.1038 / ncb0807-858. ЧВК  2735470. PMID  17671451.
  3. ^ а б Зайдель-Бар, Ронен; Гейгер, Бенджамин (01.05.2010). «Переключаемый интегрин адгезома». J Cell Sci. 123 (9): 1385–1388. Дои:10.1242 / jcs.066183. ISSN  0021-9533. ЧВК  2858016. PMID  20410370.
  4. ^ а б c Winograd-Katz, Sabina E .; Фесслер, Рейнхард; Гейгер, Бенджамин; Легат, Кайл Р. (2014). «Адгезома интегрина: от генов и белков до болезней человека». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология. 15 (4): 273–288. Дои:10.1038 / nrm3769. PMID  24651544.
  5. ^ а б Зайдель-Бар, Ронен (15 января 2013 г.). «Кадгерин адгезивный с первого взгляда». J Cell Sci. 126 (2): 373–378. Дои:10.1242 / jcs.111559. ISSN  0021-9533. PMID  23547085.
  6. ^ «Адгесом - Описание проекта». www.adhesome.org. Получено 2015-12-24.
  7. ^ Байрон, Адам; Хамфрис, Джонатан Д.; Бас, Марк Д .; Рыцарь, Дэвид; Хамфрис, Мартин Дж. (05.04.2011). «Протеомный анализ адгезионных комплексов интегринов». Sci. Сигнал. 4 (167): pt2. Дои:10.1126 / scisignal.2001827. ISSN  1945-0877. PMID  21467297.
  8. ^ а б Шиллер, Герберт Б. Фесслер, Рейнхард (01.06.2013). «Механочувствительность и композиционная динамика клеточно-матричных адгезий». Отчеты EMBO. 14 (6): 509–519. Дои:10.1038 / embor.2013.49. ЧВК  3674437. PMID  23681438.
  9. ^ а б Куо, Жан-Ченг; Хан, Сюэмэй; Сяо, Чэн-Дэ; III, Джон Р. Йейтс; Уотерман, Клэр М. (2011). «Анализ протеома фокальной адгезии, отвечающего за миозин-II, показывает роль β-Pix в негативной регуляции созревания фокальной адгезии». Природа клеточной биологии. 13 (4): 383–393. Дои:10.1038 / ncb2216. ЧВК  3279191. PMID  21423176.
  10. ^ Хортон, Эдвард Р .; Байрон, Адам; Аскари, Джанет А .; Ng, Daniel H.J .; Мийон-Фремийон, Анжелик; Робертсон, Джозеф; Копер, Ева Дж .; Пол, Никки Р .; Уорвуд, Стейси (2015). «Определение консенсусной адгезомы интегрина и ее динамики во время сборки и разборки адгезионного комплекса». Природа клеточной биологии. 17 (12): 1577–1587. Дои:10.1038 / ncb3257. ЧВК  4663675. PMID  26479319.
  11. ^ Kuo, J.C .; Хан, X .; Йетс-младший, 3-й; Уотерман, К. М. (01.01.2012). Симаока, Мотому (ред.). Выделение белков очаговой адгезии для биохимического и протеомного анализа - Springer. Методы молекулярной биологии. 757. Humana Press. С. 297–323. Дои:10.1007/978-1-61779-166-6_19. ISBN  978-1-61779-165-9. ЧВК  4158431. PMID  21909920.
  12. ^ Ру, Кайл Дж .; Ким, Дэ Ин; Райда, Манфред; Берк, Брайан (19 марта 2012 г.). «Беспорядочный гибридный белок с биотин-лигазой идентифицирует проксимальные и взаимодействующие белки в клетках млекопитающих». Журнал клеточной биологии. 196 (6): 801–810. Дои:10.1083 / jcb.201112098. ISSN  0021-9525. ЧВК  3308701. PMID  22412018.
  13. ^ а б Го, Чжэньхуань; Нейлсон, Лиза Дж .; Чжун, Ханг; Мюррей, Пол С .; Заниван, Сара; Зайдель-Бар, Ронен (02.12.2014). «Сложность и надежность взаимодействия E-кадгерина решены с помощью количественной протеомики». Sci. Сигнал. 7 (354): RS7. Дои:10.1126 / scisignal.2005473. ISSN  1945-0877. ЧВК  4972397. PMID  25468996.
  14. ^ Италли, Кристина М. Ван; Титгенс, Эмбер Джин; Апонте, Ангел; Фредрикссон, Карин; Фаннинг, Алан С .; Гучек, Марджан; Андерсон, Джеймс М. (15 февраля 2014 г.). «Мечение биотинлигазой идентифицирует белки, проксимальные к E-кадгерину, включая предпочтительного партнера липомы, регулятор адгезии эпителиальная клетка-клетка и клетка-субстрат». J Cell Sci. 127 (4): 885–895. Дои:10.1242 / jcs.140475. ISSN  0021-9533. ЧВК  3924204. PMID  24338363.
  15. ^ Шиллер, Герберт Б .; Герман, Микаэла-Розмари; Полле, Жюльен; Виньо, Тимоти; Заниван, Сара; Friedel, Caroline C .; Сунь, Чжици; Радукану, Аурелия; Готтшалк, Кей-Э. (2013). «Интегрины β1- и αv-классов взаимодействуют, чтобы регулировать миозин II во время определения ригидности микроокружения на основе фибронектина». Природа клеточной биологии. 15 (6): 625–636. Дои:10.1038 / ncb2747. PMID  23708002.
  16. ^ а б Системная биомедицина: концепции и перспективы под ред. E.T. Лю и Д.А. Lauffenburger. Оксфорд: Academic Press. 2009. С. 139–152.
  17. ^ Зайдель-Бар, Ронен (10 августа 2009 г.). «Эволюция сложности в адгезоме интегрина». Журнал клеточной биологии. 186 (3): 317–321. Дои:10.1083 / jcb.200811067. ISSN  0021-9525. ЧВК  2728394. PMID  19667126.
  18. ^ а б Мюррей, Пол С .; Зайдель-Бар, Ронен (2014-12-15). «Пре-метазоа происхождение и эволюция кадгериновой адгезомы». Биология Открыть. 3 (12): 1183–1195. Дои:10.1242 / bio.20149761. ISSN  2046-6390. ЧВК  4265756. PMID  25395670.
  19. ^ Падманабхан, Ануп; Рао, Мегха Ваман; Ву, Яо; Зайдель-Бар, Ронен (2015). «Мастер на все руки: функциональная модульность на стыке приверженцев». Текущее мнение в области клеточной биологии. 36: 32–40. Дои:10.1016 / j.ceb.2015.06.008. PMID  26189061.