Az integrinek

A sejtkapcsoló molekulák egy másik csoportja nem a sejt-sejt, hanem a sejt-matrix kapcsolatokat szolgálja. (A matrix alatt itt a sejtközötti állományt és az alaphártyát értjük.) Ahhoz, hogy a sejtek a matrixhoz kapcsolódjanak olyan molekulákra van szükség, amelyek részben a matrix alkotóelemeihez (fehérjéihez), részben a sejtek vázelemeihez kapcsolódnak. Ezeket nevezzük integrineknek, amelyek egy nagy molekulacsalád tagjai. Az integrinek viszonylag kis energiájú kötéseket létesítenek, de relatíve igen nagy számban fordulnak elő. Ezért a sok, de alacsony kötéserő viszonylag stabil kapcsolatot eredményez, mint ahogy azt pl. a tépőzárak esetében láthatjuk. (Ezt nevezzük Velcro-effektusnak.)

Az interginek két glikoprotein alegységből állnak. Ezeket α és β láncnak nevezzük, amelyek egymáshoz nem kovalens módon kapcsolódnak. Mindkét lánc részt vesz a matrix anyagaihoz való kötődésben. Egyes integrinek a matrix mindhárom fő komponenséhez, a fibronectinhez, a lamininhez és a kollagénhez is képesek kötődni. Mások csak egy fehérjét kötnek ezek közül. Az is gyakran megfigyelhető, hogy ugyanaz az integrin molekula más-más sejtek felszínén elhelyezkedve, más matrixfehérjékhez köt. Ez azt jelenti, hogy a kapcsolatok kialakításában és specifitásában további fehérjéknek is szepere lehet.

Az intergrinek α láncának extracelluláris része 140 kD méretű. Van benne egy diszulfid híd és négy ionkötő hely. Ezek Ca2+ -ot, vagy Mg 2+-ot kötnek. A molekula csak akkor képes a matrix fehérjéihez kapcsolódni, ha az ionkötő helyei foglaltak. A β lánc extracelluláris része 100 kD méretű, amiben négy, ciszteinben gazdag domain azonosítható. Az intracelluláris oldalon a β lánc teremt kapcsolatot talin és α–actinin molekulákkal.

6. ábra Az integrin molekula szerkezete, funkcionális egységei

Ha a β láncban mutációt hordozó Drosophila embriók fejlődését figyeljük, azt láthatjuk, hogy ezek az állatok addig normálisan fejlődnek, amíg az első izomösszehúzódásokra nem kerül sor. Ekkor a myomerek ugyan összehúzódnak, de maga az izom leszakad a matrixról és semmi nem mozdul meg az állatban. Rövidesen elpusztul. Ha az integrin citoplazmatikus részét levágják és ezt a konstrukciót expresszáltatják az állatban, akkor – érthetően - izomösszehúzódás sincs az inger hatására, hiszen csak a myomer húzódik össze, az izomrost maga nem.

A sejt-matrix kapcsolatnak sokszor kórtani jelentősége is van. Például a rákos sejtek sokkal kevesebb integrint termelnek, mint a normálisak. Ennek következtében alig kötődnek az alapállományhoz és az intracelluláris actin filament rendszerük is sokkal kevésbé szervezett. Ezért nagyrészt gömbölyded alakúak és nagyon könnyen kiszakadnak a szöveti kötelékükből (a primer tumorból). Részben ez a magyarázata annak, hogy áttéteket tudnak képezni.

A sejtváz-matrix molekulák kölcsönhatása egy szövetben azt eredményezi, hogy egy nagyon rendezett struktúra épül ki, hiszen a sejtváz meghatározza a sejt körüli matrixban levő molekulák helyzetét, azok viszont hatnak a szomszédos sejtek vázfehérjéire, amelyek aztán újabb matrix molekulák orientációját szabják meg. Az integrinek ebben a folymatban meghatározó szerepet játszanak. Jól demontrálható ez az összefüggés citochalasin kezeléssel, ami az actinváz összeomlását eredményezi. Ennek egyenes és azonnali következménye a matrix rendezettségének összeomlása is.

7. ábra A citoszkeleton és a szövetközti állomány rendezettségének összehangolása az integrinek közvetítésével

Megjegyzendő, hogy az integrinek nem csak a sejt-matrix kapcsolatban játszanak szerepet és ezen a módon szabályozzák a sejtek alakját, polaritását, mozgását, fejlődését, hanem számos folyamatban receptorként viselkednek. Többek között igazolták, hogy az insulin-like receptorokon és a tirozin-kináz receptorok útvonalán keresztül hatnak és akár egyes gének expresszióját is befolyásolják.