อ่าน 4 นาที
การยึดเกาะเฉพาะจุด
จุดยึดเกาะโฟกัส ( FAs ) หรือจุดยึดเกาะระหว่างเซลล์กับเมทริกซ์ เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีน ขนาดใหญ่ ที่ส่งผ่านแรงเชิงกลและสัญญาณควบคุมระหว่างเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) และเซลล์ ที่โต้ตอบ กัน
การยึดเกาะเฉพาะจุด

จุดยึดเกาะโฟกัส ( FAs ) หรือจุดยึดเกาะระหว่างเซลล์กับเมทริกซ์ เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีน ขนาดใหญ่ ที่ส่งผ่านแรงเชิงกลและสัญญาณควบคุมระหว่างเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) และเซลล์ ที่โต้ตอบ กัน จุดยึดเกาะโฟกัสเกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์ชั้นนอก ตั้งอยู่ที่ปลายเส้นใยแอคตินของโครงร่างเซลล์[ 1 ]พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการส่งสัญญาณควบคุมการตอบสนองของเซลล์ต่อการยึดเกาะ ECM [ 2 ]
จุดยึดเกาะเฉพาะที่ (Focal adhesions) ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมทางกลกับเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) และเป็นศูนย์กลางการส่งสัญญาณทางชีวเคมีเพื่อรวมและชี้นำโปรตีนส่งสัญญาณจำนวนมากไปยังบริเวณที่มีการจับและรวมกลุ่ม ของ อินทิกริน
โครงสร้างและหน้าที่
จุดยึดเกาะโฟกัสเป็นโครงสร้างโปรตีนหลายชนิดที่มีอินทิกรินเป็นองค์ประกอบ ซึ่งสร้างการเชื่อมโยงเชิงกลระหว่างกลุ่มแอคตินภายในเซลล์และพื้นผิวภายนอกเซลล์ในเซลล์หลายประเภท จุดยึดเกาะโฟกัสเป็นโปรตีน เชิงซ้อนขนาดใหญ่ที่มีพลวัต ซึ่งโครงกระดูกของเซลล์เชื่อมต่อกับ ECM พวกมันถูกจำกัดอยู่ในช่วงที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนภายในเซลล์ ซึ่งเยื่อหุ้มเซลล์ปิดเข้ามาใกล้พื้นผิว ECM ในระยะ 15 นาโนเมตร[ 3 ]จุดยึดเกาะโฟกัสอยู่ในสภาวะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โปรตีนจะเชื่อมต่อและแยกตัวออกจากกันอย่างต่อเนื่องเมื่อมีการส่งสัญญาณไปยังส่วนอื่นๆ ของเซลล์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับทุกสิ่งตั้งแต่การเคลื่อนที่ของเซลล์ไปจนถึงวงจรเซลล์จุดยึดเกาะโฟกัสสามารถมีโปรตีนที่แตกต่างกันได้มากกว่า 100 ชนิด ซึ่งบ่งชี้ถึงความหลากหลายทางหน้าที่ที่สำคัญ[ 4 ]นอกเหนือจากการยึดเซลล์แล้ว พวกมันยังทำหน้าที่เป็นตัวนำสัญญาณ (เซนเซอร์) ซึ่งแจ้งให้เซลล์ทราบเกี่ยวกับสภาพของ ECM และส่งผลต่อพฤติกรรมของเซลล์[ 5 ]ใน เซลล์ ที่อยู่กับที่จุดยึดเกาะแบบโฟกัสจะค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะปกติ ในขณะที่ในเซลล์ที่เคลื่อนที่ ความเสถียรของจุดยึดเกาะแบบโฟกัสจะลดลง เนื่องจากในเซลล์ที่เคลื่อนที่ จุดยึดเกาะแบบโฟกัสจะถูกประกอบและแยกออกจากกันอย่างต่อเนื่องเมื่อเซลล์สร้างการสัมผัสใหม่ที่ขอบด้านหน้า และทำลายการสัมผัสเก่าที่ขอบด้านหลังของเซลล์ ตัวอย่างหนึ่งของบทบาทสำคัญของจุดยึดเกาะแบบโฟกัสคือในระบบภูมิคุ้มกันซึ่งเซลล์เม็ดเลือดขาวจะเคลื่อนที่ไปตามเยื่อบุผนัง หลอดเลือด ตามสัญญาณของเซลล์ไปยังเนื้อเยื่อ ชีวภาพ ที่เสียหาย
สัณฐานวิทยา
การเชื่อมต่อระหว่างจุดยึดเกาะเฉพาะที่ (focal adhesions) และโปรตีนของเมทริกซ์นอกเซลล์โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับ อิน ทิ กริน อิน ทิกรินจับกับโปรตีนนอกเซลล์ผ่านลำดับกรดอะมิโนสั้นๆ เช่นโมทีฟ RGD (พบในโปรตีนเช่นไฟโบรเนกตินลามินินหรือไวโทรเนกติน ) หรือโมทีฟ DGEA และ GFOGER ที่พบในคอลลาเจน อินทิกรินเป็นเฮเทอโรไดเมอร์ที่เกิดจากซับยูนิตเบต้าหนึ่งตัวและซับยูนิตอัลฟาหนึ่งตัว ซับยูนิตเหล่านี้มีอยู่ในรูปแบบต่างๆ และลิแกนด์ที่สอดคล้องกันจะจัดกลุ่มตัวรับเหล่านี้ออกเป็นสี่กลุ่ม ได้แก่ ตัวรับ RGD ตัวรับลามินิน ตัวรับเฉพาะเม็ดเลือดขาว และตัวรับคอลลาเจน ภายในเซลล์ โดเมนภายในเซลล์ของอินทิกรินจะจับกับโครงสร้างเซลล์ผ่านโปรตีนอะแดปเตอร์ เช่นทาลิน α- แอคตินินฟิลาไมน์วินคูลินและเทนซิน โปรตีนส่งสัญญาณภายในเซลล์อื่นๆ อีกมากมาย เช่นโฟกัสแอดฮีชั่นไคเนสจะจับและเชื่อมโยงกับคอมเพล็กซ์อินทิกริน-โปรตีนอะแดปเตอร์-โครงสร้างเซลล์นี้ ซึ่งเป็นพื้นฐานของการเกิดโฟกัสแอดฮีชั่น
พลวัตการยึดเกาะกับเซลล์ที่เคลื่อนที่
การประกอบและการสลายตัวของจุดยึดเกาะเฉพาะที่ (focal adhesion) มีบทบาทสำคัญในการเคลื่อนที่ของเซลล์ในระหว่างการเคลื่อนที่ของเซลล์ ทั้งองค์ประกอบและรูปร่างของจุดยึดเกาะเฉพาะที่จะเปลี่ยนแปลงไป ในระยะแรก จุดยึดเกาะเฉพาะที่ขนาดเล็ก (0.25 μm² )ที่เรียกว่า focal complexes (FXs) จะก่อตัวขึ้นที่ขอบด้านหน้าของเซลล์ในlamellipodiaโดยประกอบด้วยอินทิกริน และโปรตีนตัวเชื่อมบางชนิด เช่นtalin , paxillinและtensin focal complexes เหล่านี้จำนวนมากไม่เจริญเติบโตเต็มที่และสลายตัวไปเมื่อ lamellipodia หดตัวลง อย่างไรก็ตาม focal complexes บางส่วนเจริญเติบโตเต็มที่กลายเป็นจุดยึดเกาะเฉพาะที่ขนาดใหญ่และมั่นคง และดึงดูดโปรตีนอื่นๆ อีกมากมาย เช่นzyxinการดึงดูดส่วนประกอบต่างๆ เข้าสู่จุดยึดเกาะเฉพาะที่เกิดขึ้นอย่างเป็นระเบียบและเป็นลำดับ[ 6 ]เมื่ออยู่ในตำแหน่งแล้ว จุดยึดเกาะเฉพาะที่ (focal adhesion) จะอยู่กับที่เมื่อเทียบกับเมทริกซ์นอกเซลล์ (extracellular matrix) และเซลล์จะใช้จุดยึดเกาะนี้เป็นจุดยึดที่สามารถผลักหรือดึงตัวเองผ่าน ECM ได้ เมื่อเซลล์เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางที่เลือก จุดยึดเกาะเฉพาะที่นั้นจะเคลื่อนเข้าใกล้ขอบด้านท้ายของเซลล์มากขึ้นเรื่อยๆ ที่ขอบด้านท้ายของเซลล์ จุดยึดเกาะเฉพาะที่นั้นจะต้องสลายตัว กลไกของกระบวนการนี้ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ และอาจเกิดจากวิธีการต่างๆ มากมายขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของเซลล์ ความเป็นไปได้หนึ่งคือ โปรตีเอสที่ขึ้นอยู่กับแคลเซียมอย่างแคลเปน ( calpain)มีส่วนเกี่ยวข้อง มีการแสดงให้เห็นว่าการยับยั้งแคลเปนนำไปสู่การยับยั้งการแยกตัวของจุดยึดเกาะเฉพาะที่ออกจาก ECM ส่วนประกอบของจุดยึดเกาะเฉพาะที่อยู่ในกลุ่มสารตั้งต้นของแคลเปนที่รู้จักกัน และเป็นไปได้ว่าแคลเปนจะย่อยสลายส่วนประกอบเหล่านี้เพื่อช่วยในการสลายตัวของจุดยึดเกาะเฉพาะที่[ 7 ]
การไหลย้อนกลับของแอคติน
การประกอบของจุดยึดเกาะที่เกิดขึ้นใหม่นั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการไหลย้อนกลับของแอคตินอย่างมาก นี่คือปรากฏการณ์ในเซลล์ที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งเส้นใยแอคตินจะเกิดพอลิเมอไรเซชันที่ขอบนำและไหลกลับไปยังตัวเซลล์ นี่คือแหล่งที่มาของแรงดึงที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ จุดยึดเกาะทำหน้าที่เหมือนคลัตช์ระดับโมเลกุลเมื่อมันยึดติดกับ ECM และขัดขวางการเคลื่อนที่ย้อนกลับของแอคติน จึงสร้างแรงดึง (แรงดึง) ที่บริเวณจุดยึดเกาะซึ่งจำเป็นสำหรับเซลล์ที่จะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า แรงดึงนี้สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์แรงดึง อุปมาอุปไมยทั่วไปในการอธิบายการไหลย้อนกลับของแอคตินคือผู้คนจำนวนมากที่ถูกกระแสน้ำพัดลงไปตามแม่น้ำ และในขณะที่พวกเขาทำเช่นนั้น บางคนก็เกาะหินและกิ่งไม้ตามฝั่งเพื่อหยุดการเคลื่อนที่ลงไปตามแม่น้ำ ดังนั้นจึงเกิดแรงดึงขึ้นบนหินหรือกิ่งไม้ที่พวกเขากำลังเกาะอยู่ แรงเหล่านี้จำเป็นสำหรับการประกอบ การเจริญเติบโต และการเจริญเต็มที่ของจุดยึดเกาะที่ประสบความสำเร็จ[ 8 ]
เซ็นเซอร์ชีวกลศาสตร์ธรรมชาติ
แรงทางกลภายนอกเซลล์ซึ่งกระทำผ่านจุดยึดเกาะเฉพาะที่ สามารถกระตุ้นไคเนส Srcและกระตุ้นการเจริญเติบโตของจุดยึดเกาะได้ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าจุดยึดเกาะเฉพาะที่อาจทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์ทางกล และชี้ให้เห็นว่าแรงที่เกิดจาก เส้นใย ไมโอซินอาจมีส่วนช่วยในการเจริญเติบโตของคอมเพล็กซ์เฉพาะที่[ 9 ] สิ่งนี้ได้รับการสนับสนุนเพิ่มเติมจากข้อเท็จจริงที่ว่าการยับยั้งแรงที่เกิดจากไมโอซินนำไปสู่การสลายตัวของจุดยึดเกาะเฉพาะที่อย่างช้าๆ โดยการเปลี่ยนแปลงจลนศาสตร์การหมุนเวียนของโปรตีนจุดยึดเกาะเฉพาะที่[ 10 ]
อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ระหว่างแรงที่กระทำต่อจุดยึดเกาะและการเจริญเติบโตขององค์ประกอบยังคงไม่ชัดเจน ตัวอย่างเช่น การป้องกันการเจริญเติบโตของจุดยึดเกาะโดยการยับยั้งกิจกรรมของไมโอซินหรือการประกอบเส้นใยความเครียดไม่ได้ป้องกันแรงที่กระทำต่อจุดยึดเกาะ และไม่ได้ป้องกันการเคลื่อนที่ของเซลล์[ 11 ] [ 12 ]ดังนั้น การแพร่กระจายของแรงผ่านจุดยึดเกาะอาจไม่ได้รับการรับรู้โดยตรงจากเซลล์ในทุกช่วงเวลาและระดับแรง
บทบาทของพวกมันในการรับรู้แรงกลมีความสำคัญต่อการเคลื่อนที่ ตาม ความแข็งของวัสดุ
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- MBInfo - การยึดเกาะเฉพาะจุด
- MBInfo - ชุดประกอบการยึดเกาะเฉพาะจุด
- MBInfo - การควบคุมการประกอบจุดยึดเกาะ
- AdhesomeFAnetwork เก็บถาวรเมื่อวันที่ 31 กรกฎาคม 2022 ใน ฐานข้อมูล Wayback Machineซึ่งรวบรวมโปรตีนยึดเกาะเฉพาะจุดที่รู้จักทั้งหมดและปฏิกิริยาทางชีวเคมีของพวกมัน
- การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์
- ห้องปฏิบัติการการยึดเกาะเซลล์ของ Zaidel-Bar
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การยึดเกาะเฉพาะจุด
จุดยึดเกาะโฟกัส ( FAs ) หรือจุดยึดเกาะระหว่างเซลล์กับเมทริกซ์ เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีน ขนาดใหญ่ ที่ส่งผ่านแรงเชิงกลและสัญญาณควบคุมระหว่างเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) และเซลล์ ที่โต้ตอบ กัน
โครงสร้างและหน้าที่
จุดยึดเกาะโฟกัสเป็นโครงสร้างโปรตีนหลายชนิดที่มีอินทิกรินเป็นองค์ประกอบ ซึ่งสร้างการเชื่อมโยงเชิงกลระหว่างกลุ่มแอคตินภายในเซลล์และพื้นผิวภายนอกเซลล์ในเซลล์หลายประเภท จุดยึดเกาะโฟกัสเป็น โปรตีน เชิงซ้อนขนาดใหญ่ที่มีพลวัต ซึ่ง โครงกระดูก ของเซลล์เชื่อมต่อกับ ECM...
สัณฐานวิทยา
การเชื่อมต่อระหว่างจุดยึดเกาะเฉพาะที่ (focal adhesions) และโปรตีนของ เมทริกซ์นอกเซลล์ โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับ อิน ทิ กริน อิน ทิกรินจับกับโปรตีนนอกเซลล์ผ่านลำดับกรดอะมิโนสั้นๆ เช่น โมทีฟ RGD (พบในโปรตีนเช่น ไฟโบรเนกติน ลา มินิน หรือ ไวโทรเนกติน ) หรือโมทีฟ...
พลวัตการยึดเกาะกับเซลล์ที่เคลื่อนที่
การประกอบและการสลายตัวของจุดยึดเกาะเฉพาะที่ (focal adhesion) มีบทบาทสำคัญใน การเคลื่อนที่ของเซลล์ ในระหว่างการเคลื่อนที่ของเซลล์ ทั้งองค์ประกอบและรูปร่างของจุดยึดเกาะเฉพาะที่จะเปลี่ยนแปลงไป ในระยะแรก จุดยึดเกาะเฉพาะที่ขนาดเล็ก (0.