Le integrine sono delle proteine trasmembrana che svolgono un ruolo cruciale nella mediazione dell’adesione cellulare e nella migrazione verso altre cellule o la matrice extracellulare. Esse sono essenziali per permettere alle cellule di intraprendere percorsi sia fisiologici che patologici.
Funzione delle integrine
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Queste proteine fungono da principali recettori sulla superficie cellulare, responsabili dell’adesione cellulare alle proteine della matrice extracellulare (ECM), tra cui fibrina, elastina, fibronectina, laminina ed entactina. Le integrine hanno la capacità di rilevare aspetti variegati del microambiente, tra cui sia la struttura che la composizione della matrice, oltre ai segnali biochimici derivanti dalla stimolazione di fattori di crescita o citochine.
In aggiunta, le integrine sono in grado di trasdurre segnali meccanochimici provenienti dall’esterno e dall’interno, stabilendo una comunicazione bidirezionale attraverso la membrana cellulare. Esse partecipano a numerosi processi biologici, come la sopravvivenza cellulare, l’infiammazione, l’immunità, le infezioni, la trombosi e l’angiogenesi.
Struttura delle integrine
La struttura delle integrine presenta una configurazione simile a una grande “testa” sorretta da due “gambe”, dove la testa contiene i siti cruciali per il legame dei ligandi e l’associazione delle subunità. Quasi tutta la parte del dimero recettore si estende extracellularmente, ma entrambe le subunità attraversano la membrana plasmatica, terminando con brevi domini citoplasmatici.
Questi ultimi sono fondamentali in quanto avviano l’assemblaggio di complessi di segnalazione di ampie dimensioni e collegano la matrice extracellulare al citoscheletro presente all’interno della cellula. La formazione delle integrine avviene per associazione non covalente tra due glicoproteine trasmembrana: la subunità α e quella β. Le porzioni extracellulari delle subunità contengono rispettivamente circa 700 e 1000 aminoacidi.
Ogni subunità presenta una singola elica che attraversa la membrana, seguita da una breve coda citoplasmatica non strutturata. La catena α si compone di quattro o cinque domini extracellulari, mentre la subunità β è caratterizzata da sette domini con interconnessioni flessibili e intricate. Diciotto forme della catena α e otto della catena β si combinano per costituire un totale di 24 eterodimeri, classificabili in vari gruppi a seconda delle caratteristiche ligandi.
Liganti e regolazione dell’adesione
Il legame con i ligandi delle integrine è affascinante poiché, sebbene diverse integrine possano legarsi allo stesso ligando extracellulare, tendono a riconoscere siti distinti su di esso. Alcune integrine interagiscono con lo stesso sito, ma necessitano di sequenze aggiuntive per mantenere un’elevata affinità. Le cellule, modulando l’espressione delle integrine nella membrana plasmatica, possono accrescere la loro capacità di legarsi alla matrice.
La regolazione dell’attività delle integrine avviene attraverso cambiamenti conformazionali che aumentano l’affinità per i ligandi extracellulari. Per esempio, nei processi di emostasi e immunità, l’adesione mediata dalle integrine deve essere suscettibile a variazioni controllate. La forma cellulare, la diffusione laterale delle integrine e il loro clustering sono elementi che rendono possibile questa regolazione, influenzata dall’organizzazione del citoscheletro.
In conclusione, l’adesione cellulare alla matrice extracellulare è mediata principalmente dalle integrine. Questi recettori eterodimerici, composti da differenti subunità α e β, attivano segnali mediante clustering indotto dal ligando e hanno la capacità di interagire con una vasta gamma di ligandi, rendendo cruciale il loro ruolo nel determinare molte delle funzioni cellulari, compresa la proliferazione.
