Термин адгезома был впервые использован Ричардом Хайнсом для описания набора адгезионных рецепторов клетка-клетка и клетка-матрица в организме [1], а затем расширен Бенни Гейгером и его сотрудниками, чтобы включить всю сеть задействованных структурных и сигнальных белков. 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] Адгезия клетка-клетка в первую очередь опосредуется рецепторами кадгерина, и поэтому адгезома межклеточной адгезии называется адгезомой или кадгезомой кадгерина. [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 белок в адгезомах интегрина или кадгерина. [4] [5] [6] Позже объективные протеомные подходы с использованием масс-спектрометрии обнаружили еще сотни белков, связанных с адгезией интегринов. [7] [8] [9] Однако при сравнении нескольких протеомных исследований интегриновой адгезомы фибробластов, прикрепленных к фибронектину, было обнаружено 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 бесконтактного биотинилирования с помощью birA * [12] облегчило первые основанные на протеомике исследования адгезомы кадгерина. [13] [14]
Критерии
Хотя протеомные методы идентифицировали многие новые белки, которые потенциально могут быть адгезивными компонентами, их нельзя рассматривать как адгезивные компоненты, пока они не будут проверены на соответствие следующим критериям: 1. они локализуются в структуре клеточной адгезии, такой как очаговая адгезия или соединение адгезий. 2. они напрямую взаимодействуют с одним из основных компонентов адгезии, 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 содержания кальция в среде, что по существу устраняет межклеточную адгезию. [13] Рейнхард Фасслер и его сотрудники использовали протеомику на специально сконструированных клеточных линиях, чтобы различать адгезомы интегринов β1- и αv-классов . [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: гомологичные плекстриновые (PH) домены 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, серин / треонинкиназы и фосфатазы, факторы обмена гуаниновых нуклеотидов и белки, активирующие GTPase, E3-лигазы и протеазы, которые регулируют адгезию посредством посттрансляционной модификации многих структурных и каркасные белки, обнаруженные в адгезоме. [3] Протеомные 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 адгезома эволюционировала от одноклеточных родственников животных через простых животных (например, губок) до млекопитающих. [17] [18] Удивительно, но большинство кадгериновых адгезомных белков 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
- ^ Уиттакер, Чарльз А .; 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. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2006.07.044 . PMC 3565218 . PMID 16950242 .
- ^ Зайдель-Бар, Ронен; Ицковиц, Шалев; Мааян, Ави; Айенгар, Рави; Гейгер, Бенджамин (2007). «Функциональный атлас адгезомы интегрина» . Природа клеточной биологии . 9 (8): 858–867. DOI : 10.1038 / ncb0807-858 . PMC 2735470 . PMID 17671451 .
- ^ а б Зайдель-Бар, Ронен; Гейгер, Бенджамин (01.05.2010). «Переключаемый интегрин адгезома» . J Cell Sci . 123 (9): 1385–1388. DOI : 10,1242 / jcs.066183 . ISSN 0021-9533 . PMC 2858016 . PMID 20410370 .
- ^ а б в 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. DOI : 10.1038 / nrm3769 . PMID 24651544 .
- ^ а б Зайдель-Бар, Ронен (15 января 2013 г.). «Кадгерин адгезивный с первого взгляда» . J Cell Sci . 126 (2): 373–378. DOI : 10,1242 / jcs.111559 . ISSN 0021-9533 . PMID 23547085 .
- ^ «Адгесом-Описание проекта» . www.adhesome.org . Проверено 24 декабря 2015 .
- ^ Байрон, Адам; Хамфрис, Джонатан Д.; Бас, Марк Д .; Рыцарь, Дэвид; Хамфрис, Мартин Дж. (05.04.2011). «Протеомный анализ комплексов адгезии интегринов». Sci. Сигнал . 4 (167): пт2. DOI : 10.1126 / scisignal.2001827 . ISSN 1945-0877 . PMID 21467297 .
- ^ а б Шиллер, Герберт Б. Фесслер, Рейнхард (01.06.2013). «Механочувствительность и композиционная динамика клеточно-матричных адгезий» . EMBO Reports . 14 (6): 509–519. DOI : 10.1038 / embor.2013.49 . PMC 3674437 . PMID 23681438 .
- ^ 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. DOI : 10.1038 / ncb2216 . PMC 3279191 . PMID 21423176 .
- ^ Хортон, Эдвард Р .; Байрон, Адам; Аскари, Джанет А .; Нг, Дэниел Х.Дж.; Мийон-Фремийон, Анжелик; Робертсон, Джозеф; Копер, Ева Дж .; Пол, Никки Р .; Уорвуд, Стейси (2015). «Определение консенсусной адгезии интегрина и ее динамики во время сборки и разборки адгезионного комплекса» . Природа клеточной биологии . 17 (12): 1577–1587. DOI : 10.1038 / ncb3257 . PMC 4663675 . PMID 26479319 .
- ^ Куо, JC; Хан, X .; Йетс-младший, 3-й; Уотерман, CM (2012-01-01). Симаока, Мотому (ред.). Выделение белков очаговой адгезии для биохимического и протеомного анализа - Спрингер . Методы молекулярной биологии. 757 . Humana Press. С. 297–323. DOI : 10.1007 / 978-1-61779-166-6_19 . ISBN 978-1-61779-165-9. PMC 4158431 . PMID 21909920 .
- ^ 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. DOI : 10,1083 / jcb.201112098 . ISSN 0021-9525 . PMC 3308701 . PMID 22412018 .
- ^ 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. DOI : 10.1126 / scisignal.2005473 . ISSN 1945-0877 . PMC 4972397 . PMID 25468996 .
- ^ Италли, Кристина М. Ван; Титгенс, Эмбер Джин; Апонте, Ангел; Фредрикссон, Карин; Фаннинг, Алан С .; Гучек, Марджан; Андерсон, Джеймс М. (15 февраля 2014 г.). «Мечение биотин-лигазой 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. DOI : 10,1242 / jcs.140475 . ISSN 0021-9533 . PMC 3924204 . PMID 24338363 .
- ^ 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 жесткости микросреды на основе фибронектина». Природа клеточной биологии . 15 (6): 625–636. DOI : 10.1038 / ncb2747 . PMID 23708002 .
- ^ а б Системная биомедицина: концепции и перспективы под ред. ET Лю и Д.А. Лауффенбургер . Оксфорд: Academic Press. 2009. С. 139–152.
- ^ Зайдель-Бар, Ронен (10 августа 2009 г.). «Эволюция сложности в адгезоме интегрина» . Журнал клеточной биологии . 186 (3): 317–321. DOI : 10,1083 / jcb.200811067 . ISSN 0021-9525 . PMC 2728394 . PMID 19667126 .
- ^ а б Мюррей, Пол С .; Зайдель-Бар, Ронен (2014-12-15). «Пре-метазоа происхождение и эволюция адгезома кадгерина» . Биология открытая . 3 (12): 1183–1195. DOI : 10.1242 / bio.20149761 . ISSN 2046-6390 . PMC 4265756 . PMID 25395670 .
- ^ Падманабхан, Ануп; Рао, Мегха Ваман; Ву, Яо; Зайдель-Бар, Ронен (2015). «Мастер на все руки: функциональная модульность на стыке приверженцев». Текущее мнение в клеточной биологии . 36 : 32–40. DOI : 10.1016 / j.ceb.2015.06.008 . PMID 26189061 .