Video Experimental Relacionado

Updated: Jun 25, 2025

Static Adhesion Assay for the Study of Integrin Activation in T Lymphocytes

Static Adhesion Assay for the Study of Integrin Activation in T Lymphocytes

Published on: June 13, 2014

La unión de ligandos inicia la activación conformacional de la integrina de una sola molécula

Jing Li¹, Myung Hyun Jo², Jiabin Yan³

¹Program in Cellular and Molecular Medicine, Boston Children's Hospital, Boston, MA 02115, USA; Department of Pediatrics, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA; Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.

|May 21, 2024

Resumen

La activación de la integrina comienza con la señalización exterior-interior tras la unión del ligando, seguida de la señalización interior-exterior. La transmisión de la fuerza de tracción a través del citoesqueleto de actina es crucial para la activación completa de la integrina.

Área de la Ciencia:

Biología celular
La biofísica
Dinámica molecular

Sus antecedentes:

Las integrinas son receptores cruciales de la superficie celular que median la adhesión y la migración celular al conectar la matriz extracelular con el citoesqueleto de actina.
La comunicación rápida entre el entorno extracelular y el interior de la célula es vital para los procesos celulares.
Comprender los cambios conformacionales de las integrinas en la unión de ligandos y la interacción citoesquelética es clave para descifrar la señalización celular.

Objetivo del estudio:

Investigar los cambios conformacionales dinámicos de las integrinas en la interacción de unión de ligando y talino.
Esclarecer la secuencia y el mecanismo de activación de la integrina iniciada por la señalización de adentro hacia adentro.
Determinar el papel de la talina y la tensión citosquelética en la activación de la integrina.

Principales métodos:

Se empleó la dinámica de fluorescencia de una sola molécula para observar los estados conformacionales de la integrina en tiempo real.
El análisis se centró en los eventos de unión de ligandos y las reorganizaciones estructurales posteriores.
Se evaluó la influencia de la unión de la talina en la conformación de la integrina.

Principales resultados:

La unión de ligandos a la conformación de integrina cerrada y doblada predominante desencadena una extensión rápida (en una escala de tiempo de milisegundos) de la pierna y la apertura de la cabeza, formando el estado de alta afinidad.
La conformación extendida-cerrada se puede acceder directamente desde el estado extendido-abierto, facilitando la disociación del ligando.
La unión de talino por sí sola estabiliza modestamente las integrinas, pero no induce la extensión o apertura conformacional necesaria para la activación.
La activación de la integrina implica un proceso secuencial iniciado por la señalización exterior-interior, seguido por la señalización interior-exterior.

Conclusiones:

La activación de la integrina es un proceso de varios pasos iniciado por señales extracelulares y modulado por componentes intracelulares.
La unión de talina es necesaria pero no suficiente para la activación de la integrina de adentro hacia afuera; la transmisión de la fuerza de tracción a través del citoesqueleto de actina es esencial.
Los hallazgos proporcionan un modelo dinámico para los cambios conformacionales de la integrina y los mecanismos de activación, destacando la interacción entre las fuerzas externas y las vías de señalización intracelular.

Palabras clave:

El Fret señalización de adentro hacia afuera Vía de activación de la integrina Cambios de conformación de la integrina Dinámica conformacional de las integrinas Lígando señalización de fuera hacia adentro molécula única el talín

Más Videos Relacionados

Visualizing the Conformational Dynamics of Membrane Receptors Using Single-Molecule FRET

Visualizing the Conformational Dynamics of Membrane Receptors Using Single-Molecule FRET

Published on: August 17, 2022

Fluorescence Biomembrane Force Probe: Concurrent Quantitation of Receptor-ligand Kinetics and Binding-induced Intracellular Signaling on a Single Cell

Fluorescence Biomembrane Force Probe: Concurrent Quantitation of Receptor-ligand Kinetics and Binding-induced Intracellular Signaling on a Single Cell

Published on: August 4, 2015

Videos de Conceptos Relacionados

Activation of Integrins

Activation of Integrins

Integrins bind ligands and transmit information from outside the cell to inside or vice-versa through an "outside-in signaling" or "inside-out signaling."
In "outside-in signaling," external factors in the extracellular space bind to exposed ligand binding sites on integrins. This causes the inactive protein to undergo a conformational change to become active. Integrins are often clustered on the cell membrane. Repetitive and regularly spaced ligand binding...

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

Intracellular Signaling Affects Focal Adhesions

Integrins act both as extracellular input receivers and as intracellular processing activators. As their name suggests, integrins are entirely integrated into the membrane structure. Their hydrophobic membrane-spanning regions interact with the phospholipid bilayer's hydrophobic region. These membrane receptors provide extracellular attachment sites for effectors like hormones and growth factors. They activate intracellular response cascades when their effectors are bound and active.
Some...

Integrins

Integrins

Animal and protozoan cells do not have cell walls to help maintain shape and provide structural stability. Instead, these eukaryotic cells secrete a sticky mass of carbohydrates and proteins into the spaces between adjacent cells. This network of proteins and molecules is called an extracellular matrix or ECM.
Some ECM proteins assemble into a basement membrane to which the remaining components adhere. Proteoglycans typically form the bulk of the ECM while fibrous proteins, like collagen,...

Activation and Inactivation of G Proteins

Activation and Inactivation of G Proteins

Heterotrimeric G proteins are guanine nucleotide-binding proteins. As the name suggests, heterotrimeric G proteins are composed of three subunits: alpha, beta, and gamma. They remain GDP-bound or GTP-bound inside the cells and switch between inactive/active states. The Gα subunit possesses the nucleotide-binding pocket that binds guanine nucleotides and switches between GDP or GTP-bound states. In contrast, the Gꞵ and Gγ subunits are always bound together with high...

IP3/DAG Signaling Pathway

IP3/DAG Signaling Pathway

Membrane lipids such as phosphatidylinositol (PI) are precursors for several membrane-bound and soluble second messengers. Specific kinases phosphorylate PI and produce phosphorylated inositol phospholipids. One such inositol phospholipids are the phosphatidylinositol-4,5 bisphosphate [PI(4,5)P2], present in the inner half of the lipid bilayer. Upon ligand binding, GPCR stimulates Gq proteins to turn on phospholipase Cꞵ. Activated phospholipase Cꞵ cleaves PI(4,5)P2 and...

Amplifying Signals via Enzymatic Cascade

Amplifying Signals via Enzymatic Cascade

When a ligand binds to a cell-surface receptor, the receptor's intracellular domain changes shape, which may either activate its enzyme function or allow its binding to other molecules. The initial signal is amplified by most signal transduction pathways. This means that a single ligand molecule can activate multiple molecules of a downstream target. Proteins that relay a signal are most commonly phosphorylated at one or more sites, activating or inactivating the protein. Kinases catalyze...