五、鈣離子對整合蛋白和E-鈣黏蛋白的調控作用
1.鈣離子與整合蛋白 每個整合蛋白多聚體包含3~5個低親和力的二價陽離子結合位點。一般來說,這些結合的二價陽離子可以作為效應物,促進配體結合;或者作為拮抗劑抑制配體結合;也可作為選擇劑(selector),改變配體結合特異性。對于二價陽離子影響整合蛋白功能的一種解釋就是配體和二價陽離子享有共同的整合蛋白結合口袋。支持證據(jù)是RGD配體能夠替代二價陽離子,另外就是二價陽離子和RGD均能結合β3整合蛋白的一段多肽。β3整合蛋白含有2類離子結合位點:一類就是配體結合前整合蛋白已經(jīng)結合的二價陽離子結合位點,即LC位點(ligand-competent sites),另一類為對配體結合具有抑制作用的Ⅰ位點。研究發(fā)現(xiàn),甚至在配體非常充足的情況下,Ⅰ位點也能與Ca2+結合,這樣就給預先存在的細胞基質黏附的解離提供了有效機制。
2.鈣離子與E-鈣黏蛋白 Ca2+將E-鈣黏蛋白相互之間具有排斥作用的羧酸側鏈連接起來,為二聚體接觸面的形成提供有序的結構;鈣黏蛋白二聚體化是形成同型細胞間黏附的前提條件。
Ca2+結合E-鈣黏蛋白細胞外功能區(qū),誘導構象改變,促進相鄰細胞間E-鈣黏蛋白同源二聚化。E-鈣黏蛋白的胞內區(qū)域主要與β-或γ-連環(huán)蛋白結合,后兩者結合α-連環(huán)蛋白,然后通過肌動蛋白將細胞骨架和鈣黏蛋白復合物連接起來。另一種連環(huán)蛋白,即p120ctn,可以結合E鈣黏蛋白的胞內段近膜區(qū),從而可能參與細胞黏附及其信號轉導的調節(jié)過程。細胞黏附復合物蛋白組分對多細胞生命活動的調節(jié)是必要的,這些步驟包括細胞極性、細胞分離、形態(tài)發(fā)生和腫瘤侵襲等。
肌動蛋白細胞骨架在細胞間黏附過程中處于核心位置,E-鈣黏蛋白和α-和β-連環(huán)蛋白組裝形成Triton X-100不溶性結構,在動力學上與AJs的形成相似。在鈣離子激活下,腎上皮細胞株(MDCK和NRK)中AJ抗體展示了在細胞與細胞接觸點或凹陷(punctum)處的這些結構。部分報道顯示Rho家族的一些小GTPases可能參與上述過程。證據(jù)如下:①MDCK細胞持續(xù)表達Cdc42,在細胞間黏附位點處聚集了更多的肌動蛋白;②在上皮細胞中,Rho和Rac對肌動蛋白重組和細胞間黏附具有正、負調節(jié)作用。
IQGAP1是通過PCR方法從人骨肉瘤組織中克隆得到的,屬于一種新的具有細胞骨架結合特性的RasGAP相關蛋白,可以結合肌動蛋白、Rho家族成員、E-鈣黏蛋白等。鈣調蛋白(calmodulin)能與IQGAP1結合,調節(jié)其與Cdc42和肌動蛋白的聯(lián)系。鈣調蛋白與E-鈣黏蛋白在體外和正常細胞環(huán)境下可以競爭結合IQGAP1,從而發(fā)揮相應功能。
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