Молекулярные механизмы морфогенеза - Банников Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
В большинстве естественных белковых лигандов интегринов ядром сайта узнавания является последовательность RGD (Арг-Гли-Асп) [533] . Будучи адсорбированными на подложке, пептиды, содержащие эту последовательность, вызывают прикрепление клеток, тогда как находясь в культуральной среде, они ингибируют прикрепление клеток к естественным белкам внеклеточного матрикса, содержащим эту же последовательность. Поведение клеток, прикрепленных к таким пептидам, часто отличается от поведения на естественных субстратах что, обусловлено существованием нескольких разных сайтов адгезии у одного и того же белка. Кроме того, аффинность интегринов к коротким RDG-пептидам часто гораздо ниже, чем к RDG -последовательности в соответствующем белке. Так, аффинность рецептора фибронектина к "фибронектиновому* пептиду GRGDSP D 10-1000 раз ниже, чем к фибронектину, а для рецептора к витронектину аналогичная разница составляет лишь один порядок величин. Такие изменения в последовательности, как замена глицина на аланин или аспарагиной кислоты — на глутаминовую кислоту то еСть добавление одной метильной или одной метиленовой группы в RGD -последовательность, приводит к полной утрате биологической активности [493J.
RGD -последовательность встречается сотни раз в тех болках, которые секвенированы к настоящему времени, однако в большинстве случае в эти последовательности не распознаются интегринами, вероятно, в силу стерических и кон-фор мац ионных причин.
В тех белках, в которых RGD-последовательность функционирует как ядро сайта распознавания интегринами} ее конформация также различна [53 3]. Этим объясняется то, что интегрииы проявляют специфичность по отношению к своим природным лигандам. Так, например, интегрины ag/Sj (VLA-5), и a6^4 взаим°Действуют только с
одним лигандом каждый: фибронектином или ламинином (два последних) [53 2]. В пределах индивидуального белка RGD-последовательности могут иметь различную конформацию или различаться по доступности для взаимодействия с одним и тем же интегрином. Так, эндотелиальный интегрин a ^ распознает RGD -последовательность в а-цепи фибриногена, расположенную около С-конца (572-574 остатки), но не взаимодействует с RGD -последовательностью на N -конце (95-97 остатки): [532] . Избирательность других интегри-нов не так высока: интегрин a(VLА-1)и a2/S^(VLA-2) взаимодействуют с коллагенами IV, Г и с ламинином, а так называемый рецептор витронектина (а^5^) реагирует, кроме витронектина, с фибриногеном и коспгбтм сиалопротеидом-1 (532).
Кроме белков внеклеточного матрикса, некоторые и11тег-рины взаимодействуют со специфическими белками клеточной поверхности. Так, интегрин лейкоцитов а2 (L FA-1) связывается поверхностными белками ICAM-1 и ICAM—2 [ 5943 , другой лейкоцитарный интегрин <*4^1 (VLA-4)pearnpyeT со специфическим для поверхности эндотелия белком VCAM-1 [177]. Несколько необычный случай представляет собой интегрин тромбоцитов gpHb/IIIa, поскольку он опосредует аггрегацию тромбоцитов благодаря связыванию с растворимым поливалентным молекулам, главным образом, фибриногеном [264]. Еще один лейкоцитарный интегрин (Mac— 1), помимо фибриногена, взаимодействует с компонентом комплемента 3bi и фактором свертываемости крови X [664].
Не все лиганды интегринов содержат последовательность RGD. Например, упомянутые выше молекулы ICAM человека ее не имеют [594], хотя в ICAM-1 мыши такая последовательность недавно обнаружена [19]. Не содержится ROD -
9639
последовательности в сегмент V25 изоформы фибронекти-на, образующейся при альтернативном сплайсинге, который специфически, в отличие от всех других молекул фибронек-тина, узнается интегрином a.t/3, [247). В некоторых слу-чаях последовательность, узнаваемая интегрином и отличная от RGD, по-видимому, имеет пространственную конфигурацию, близкую к конформации RGD. Это следует из того, что последовательность KQAGD в у-субъединице фибриногена и RGD с приблизительно равной аффинностью взаимодействует с интегрином тромбоцитов апь /S3 [264].
Набор интегринов, экспрессируемых различными клетками в культуре варьирует. Большинство клеточных линий имеет от 2 до 5 индивидуальных интегринов на своей поверхности. Особенно часто культивируемые клетки синтезируют рецепторы фибронектина («5 /3 ^) и витронектина («^^3)* что м°жет, по крайней мере, частично, быть объяснено адаптацией к обычным условиям культивирования, в которых очень высока концентрация фибронектина и витронектина сыворотки.
Некоторые интегрины высоко специфичны по отношению к типу клеток, который их экспрессирует. Крайний пример —gpIIb/IIIa, который имеется исключительно у тромбоцитов и их предков-мегакариоцитов [288], а также лейкоцитарные интегрины: LFA-1, Мас-1,р150/95 [5321 . Интегрин а^/З^, по-видимому, специфичен для эпителиальных клеток и соответ^ ствуюших опухолей [320].
Работ, в которых изучали бы модуляцию интегринов в связи с морфологическими процессами и процессом диффе-ренцировки, пока очень мало. Было показано, что число рецепторов к фибронектину на поверхности клеток нервного гребня резко возрастает в фазе активной миграции этих клеток .[158]. В процессе дифферекцировки эритроидных предшественников уменьшается содержание фибронектинового рецептора на их поверхности [225, 3 76]. Один из наиболее известных "растворимых' морфогенов трансформирующий фактор роста вызывает резкое увеличение экспрессия интегринов в культивируемых клетках (26 i ], чем, по крайней мере, частично, можно объяснить его влияние на форму клеток и отложение внеклеточного матрикса в культуре.
