ไคเนสที่เชื่อมโยงกับอินทิกริน
อินทิกริน-ลิงก์ไคเนสเป็นเอนไซม์ ที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดย ยีน ILK ซึ่งเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณผ่านอินทิกรินการกลายพันธุ์ในILKเกี่ยวข้องกับโรคกล้ามเนื้อหัวใจ[ 5 ] [ 6 ]เป็นโปรตีนขนาด 59 kDa ที่ถูกระบุครั้งแรกในการคัดกรองยีสต์แบบทูไฮบริดโดยใช้อินทิกริน β1 เป็นโปรตีนล่อ[ 7 ] นับตั้งแต่การค้นพบ ILK ได้ถูกเชื่อมโยงกับหน้าที่ของเซลล์หลายอย่าง รวมถึงการเคลื่อนย้าย เซลล์ การแพร่กระจายและการยึดเกาะของเซลล์
อินทิกริน-ลิงก์ไคเนส (ILKs) เป็นกลุ่มย่อยของราฟ-ไลค์ไคเนส (RAF) โครงสร้างของ ILK ประกอบด้วยคุณลักษณะ 3 ประการ ได้แก่แอนคิรินรีพีท 5 ครั้งในปลายN-terminus , มอติฟการจับฟ อสโฟอิโนซิไทด์ และปลาย N-terminus สุดขั้วของโดเมนเร่งปฏิกิริยา ไค เนส[ 8 ]อินทิกรินขาดกิจกรรมเอนไซม์และขึ้นอยู่กับอะแดปเตอร์เพื่อส่งสัญญาณโปรตีน[ 8 ] ILK เชื่อมโยงกับโดเมนไซโตพลาสมิกของอินทิกรินเบต้า-1 และเบต้า-3 และเป็นหนึ่งในอินทิกรินที่ได้รับการอธิบายอย่างดีที่สุด[ 9 ]แม้ว่าฮันนิแกนจะอธิบายครั้งแรกว่าเป็นเซริน/ทรีโอนีนไคเนส[ 7 ] แต่ มอติฟที่สำคัญของไคเนส ILK ยังไม่ได้รับการระบุลักษณะ[ 9 ]เชื่อกันว่า ILK มีบทบาทในการควบคุมการพัฒนาและภาวะสมดุล ของเนื้อเยื่อ อย่างไรก็ตาม พบว่าในแมลงวัน หนอน และหนู กิจกรรมของ ILK ไม่จำเป็นต่อการควบคุมกระบวนการเหล่านี้[ 9 ]
ILK ของสัตว์มีความเชื่อมโยงกับคอมเพล็กซ์พินช์-พาร์วินซึ่งควบคุมการพัฒนาของกล้ามเนื้อ[ 9 ]หนูที่ขาด ILK จะตายในระยะตัวอ่อนเนื่องจากการพัฒนาของเซลล์กล้ามเนื้อที่ไม่เป็นระเบียบ[ 9 ]ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ILK ขาดกิจกรรมเร่งปฏิกิริยา แต่สนับสนุนการทำงานของโปรตีนโครงสร้างสำหรับจุดยึดเกาะเฉพาะที่ [ 9 ] ใน พืช ILK ส่งสัญญาณคอมเพล็กซ์ไปยังตำแหน่งจุดยึดเกาะเฉพาะที่[ 10 ] ILK ของพืชมียีน ILK หลายยีน ซึ่งแตกต่างจากสัตว์ที่มียีน ILK เพียงไม่กี่ยีน[ 10 ]พบว่า ILK มีคุณสมบัติก่อให้เกิดมะเร็ง ILK ควบคุมกิจกรรมของเซริน/ทรีโอนีนฟอสฟาเตส[ 9 ]
คุณลักษณะหลัก
การส่ง สัญญาณเมทริก ซ์นอกเซลล์ผ่านอินทิกรินมีอิทธิพลต่อการทำงานภายในและภายนอกเซลล์ และดูเหมือนว่าจะต้องมีการโต้ตอบระหว่าง โดเมน ไซโตพลาสมิ กของอินทิกริน กับโปรตีนในเซลล์ อินทิกริน-ลิงก์ไคเนส (ILK) โต้ตอบกับ โดเมน ไซโตพลาสมิกของเบตา-1 อินทิกริน พบว่ามีตัวแปรการถอดรหัสแบบสลับกันหลายแบบที่เข้ารหัสโปรตีนเดียวกันสำหรับยีนนี้[ 11 ]ผลลัพธ์ล่าสุดแสดงให้เห็นว่าโดเมนไคเนสปลาย C แท้จริงแล้วเป็นไคเนสเทียมที่มีฟังก์ชันอะแดปเตอร์[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
ในปี พ.ศ. 2551 พบว่า ILK จะไปอยู่ที่เซนโทรโซมและควบคุมการจัดระเบียบแกนไมโทซิส[ 15 ]
มีการแสดงให้เห็นว่าอินทิกริน-ลิงก์ไคเนสมีปฏิกิริยากับ:
หน้าที่ของพืช ILK1
ILK ทำงานโดยการโต้ตอบกับตัวรับทรานส์เมมเบรนจำนวนมากเพื่อควบคุมลำดับการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน[ 7 ]พบ ILK1 ในระบบรากของพืชส่วนใหญ่ โดยอยู่ร่วมกันบนเยื่อหุ้มพลาสมาและเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมซึ่งทำหน้าที่ขนส่งไอออนข้ามเยื่อหุ้มพลาสมา[ 10 ] ILK1 มีหน้าที่ในการควบคุมความเครียดจากออสโมซิสและเกลือ การควบคุมการดูดซึมสารอาหารตามความพร้อมใช้งาน และการตรวจจับเชื้อโรค[ 23 ]
ความเครียดจากออสโมซิสและเกลือ
ILK1 เชื่อมโยงกับความไวต่อความเครียดจากภาวะออสโมซิสสูง[ 23 ] ILK1 ลดความเครียดจากเกลือในต้นกล้าที่วางไว้ในสารละลายที่มีความเข้มข้นของเกลือเพิ่มขึ้น[ 10 ]ความเข้มข้นของ ILK1 ยังคงค่อนข้างคงที่ตลอดการพัฒนาโดยไม่คำนึงถึงการสัมผัสกับเกลือสูง[ 23 ]ก่อนหน้านี้เชื่อกันว่าการสะสมของ K + ลดลงเมื่อความเข้มข้นของเกลือเพิ่มขึ้น[ 24 ] การรักษาสมดุลของ K +ไม่ได้รับผลกระทบในความเข้มข้นของเกลือสูง ในช่วงที่มีความเครียดจากเกลือสูง ความเข้มข้นของ K +ในการมีอยู่ของ ILK1 จะคงอยู่ที่ระดับเดิม การขนส่งโพแทสเซียมจำเป็นสำหรับการยับยั้งการเจริญเติบโตของราก flg22 และการขนส่งโพแทสเซียมได้รับผลกระทบจาก flg22 [ 23 ]
ระดับโพแทสเซียมจะปรับเปลี่ยนการทำงานของ flg22 ซึ่งเป็นเปปไทด์แฟลเจลลินที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 22 ตัวที่กระตุ้นรูปแบบโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อโรค (PAMPs) PAMPsทำงานโดยการกระตุ้นตัวควบคุมของระบบเตือนภัยเชื้อโรคของแบคทีเรีย[ 23 ] [ 25 ]ระดับความเข้มข้นของไอออน Mn 2+ , Mg 2+ , S และ Ca 2+ก็ได้รับผลกระทบเช่นกันหลังจากที่ตัวควบคุม PAMP ถูกกระตุ้น[ 23 ]
การดูดซึมสารอาหาร
โพแทสเซียม (K + ) มีหน้าที่ในการควบคุม สมดุลออสโมซิส การรักษา ระดับศักย์เยื่อหุ้มเซลล์และแรงดันเต่งของเซลล์พืช ซึ่งส่งผลต่อการเคลื่อนไหวของปากใบและการเจริญเติบโตของท่อภายในพืช[ 26 ] การสังเคราะห์แสงและกระบวนการเผาผลาญอื่นๆ ถูกควบคุมโดยโพแทสเซียม [ 26 ]เมื่อการดูดซึม K +ไม่เพียงพอ PAMPs จะถูกกระตุ้น แคลโมดูลิน โดยเฉพาะ CML9 ปรากฏเป็นยีนสำคัญที่โต้ตอบกับ ILK1 และควบคุมระดับโพแทสเซียมภายในเซลล์ ในขณะที่CLM9 ควบคุม Ca2 +เป็นหลักแต่ก็เชื่อมโยงกับช่องทางการไหลเข้าของ K + /Ca2 + ที่ยังไม่ได้รับการระบุ [ 10 ] แม้ว่าจะทราบกันว่ามีการโต้ตอบระหว่าง CML9 และ ILK1 แต่ ILK1 ไม่ใช่เป้าหมายการฟอสโฟรีเลชันโดยตรงของ CML9 การเพิ่ม CML9 จะทำให้การฟอสโฟรีเลชันอัตโนมัติของ ILK1 ลดลง ซึ่งเกิดขึ้นโดยไม่คำนึงถึงแคลเซียมที่พร้อมสำหรับการดูดซึม
ILK1 ยังได้รับผลกระทบจากการมีอยู่หรือไม่มีอยู่ของแมงกานีส (Mn 2+ ) การฟอสโฟรีเลชันตัวเองและการฟอสโฟรีเลชันของสารตั้งต้นเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับทั้ง Mn 2+และ Mg 2+ โดย Mn 2+มีผลต่อปริมาณยา ในขณะที่ Mg 2+ไม่มีผลต่อปริมาณยา พบตำแหน่งการฟอสโฟรีเลชันตัวเองของ ILK ที่เฉพาะเจาะจงเมื่อมี Mn 2+แต่ไม่พบเมื่อมี Mg 2+ซึ่งสนับสนุนการฟอสโฟรีเลชันที่ขึ้นอยู่กับ ILK1 ตามที่แนะนำไว้ข้างต้น[ 10 ]การวิเคราะห์มวลสารด้วยสเปกโทรเมตรีเผยให้เห็นว่าไม่มีไคเนสอื่นใดที่จะกระตุ้นการตอบสนองนี้
การตรวจหาเชื้อโรค
พบว่า ILK1 ส่งเสริมความต้านทานในเชื้อแบคทีเรียก่อโรค[ 10 ] ILK1 จำเป็นต่อความไวต่อ flg22 ในต้นกล้า มีการเปรียบเทียบ ILK1 เวอร์ชันที่ไม่ทำงานทางเอนไซม์กับ ILK1 เวอร์ชันที่ทำงานทางเอนไซม์เพื่อดูระดับความต้านทานเมื่อถูกท้าทายด้วยเชื้อแบคทีเรียก่อโรค พืชที่ได้รับการฉีดเชื้อด้วย ILK1 ที่ไม่ทำงานมีความอ่อนแอต่อการติดเชื้อแบคทีเรียมากกว่า ILK1 ที่ทำงานทางเอนไซม์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ILK1 จำเป็นสำหรับการตรวจจับเชื้อแบคทีเรียก่อโรค แม้ว่า ILK1 จะเกี่ยวข้องกับการตรวจจับเชื้อแบคทีเรียก่อโรค แต่ก็ไม่ได้ถูกนำมาใช้สำหรับการป้องกันที่เกิดจากผลกระทบ[ 23 ]
ILK1 เพิ่มการตอบสนองของ PAMP และภูมิคุ้มกันพื้นฐานผ่านการฟอสโฟรีเลชันของ MPK3 และ MPK6 และทำงานอย่างอิสระในการผลิตอนุมูลอิสระ ( ROS ) นอกจากนี้ยังพบว่าตัวกลางการดูดซึมโพแทสเซียมที่มีความสัมพันธ์สูง เช่นHAK5 มีบทบาทสำคัญในการส่งสัญญาณของ flg22 [ 23 ] HAK5 ทำงานเมื่อระดับโพแทสเซียมต่ำ[ 23 ]มีการแสดงให้เห็นว่า flg22 ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์เกิดการลดขั้ว โดย HAK5 และ ILK1 ทำงานร่วมกันเพื่อควบคุมสมดุลของไอออนเพื่อช่วยในการดำเนินการทั้งในระยะสั้นและระยะยาว เช่น การเจริญเติบโตและการยับยั้งการเจริญเติบโต[ 23 ]
อ่านเพิ่มเติม
- Dedhar S (เมษายน 2543). "ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเซลล์กับพื้นผิวและการส่งสัญญาณผ่าน ILK". Current Opinion in Cell Biology . 12 (2): 250– 256. doi : 10.1016/S0955-0674(99)00083-6 . PMID 10712922 .
- Persad S, Dedhar S (ธันวาคม 2003). "บทบาทของอินทิกริน-ลิงก์ไคเนส (ILK) ในการลุกลามของมะเร็ง" Cancer Metastasis Reviews . 22 (4): 375– 384. doi : 10.1023/A:1023777013659 . PMID 12884912 . S2CID 24434819 .
- Srivastava D, Yu S (กันยายน 2549). "การยืดเพื่อตอบสนองความต้องการ: อินทิกริน-ลิงก์ไคเนสและปั๊มหัวใจ" Genes & Development . 20 (17): 2327– 2331. doi : 10.1101/gad.1472506 . PMID 16951248 .
- Hannigan GE, Bayani J, Weksberg R, Beatty B, Pandita A, Dedhar S และ คณะ (พฤษภาคม 1997). "การทำแผนที่ยีนที่เข้ารหัสอินทิกริน-ลิงก์ไคเนส ILK ไปยังโครโมโซมมนุษย์ 11p15.5-p15.4" Genomics . 42 (1): 177– 179. doi : 10.1006/geno.1997.4719 . PMID 9177792 .
- Li F, Liu J, Mayne R, Wu C (ตุลาคม 1997). "การระบุและลักษณะเฉพาะของโปรตีนไคเนสของหนูที่มีความคล้ายคลึงกับอินทิกริน-ลิงก์ไคเนสของมนุษย์อย่างมาก" . Biochimica et Biophysica Acta . 1358 (3): 215– 220. doi : 10.1016/S0167-4889(97)00089-X . PMID 9366252 .
- Chung DH, Lee JI, Kook MC, Kim JR, Kim SH, Choi EY และ คณะ (สิงหาคม 1998). "ILK (beta1-integrin-linked protein kinase): เครื่องหมายทางอิมมูโนฮิสโตเคมีแบบใหม่สำหรับมะเร็งกระดูก Ewing และเนื้องอกประสาทต้นกำเนิด" Virchows Archiv . 433 (2): 113– 117. doi : 10.1007/s004280050225 . PMID 9737788 . S2CID 24150231 .
- Feng J, Ito M, Ichikawa K, Isaka N, Nishikawa M, Hartshorne DJ และ คณะ (ธันวาคม 1999). "ตำแหน่งฟอสโฟรีเลชันยับยั้งสำหรับไคเนสที่เกี่ยวข้องกับ Rho บนไมโอซินฟอสฟาเทสของกล้ามเนื้อเรียบ"วารสารเคมีชีวภาพ 274 ( 52): 37385– 37390. doi : 10.1074/jbc.274.52.37385 . PMID 10601309 .
- Janji B, Melchior C, Vallar L, Kieffer N (มิถุนายน 2000). "การโคลนไอโซฟอร์มของอินทิกริน-ลิงก์ไคเนส (ILK) ที่มีการเพิ่มขึ้นในเซลล์มะเร็งผิวหนัง HT-144 หลังจากการกระตุ้นด้วย TGF-beta1" Oncogene . 19 (27): 3069– 3077. doi : 10.1038/sj.onc.1203640 . PMID 10871859 . S2CID 8798909 .
- Velyvis A, Yang Y, Wu C, Qin J (กุมภาพันธ์ 2544). "โครงสร้างสารละลายของโดเมน PINCH LIM1 ซึ่งเป็นอะแดปเตอร์ยึดเกาะโฟกัส และลักษณะเฉพาะของการโต้ตอบกับโดเมนแอนคิรินรีพีทของอินทิกริน-ลิงก์ไคเนส"วารสารชีวเคมี276 ( 7): 4932– 4939. doi : 10.1074/jbc.M007632200 . PMID 11078733 .
- Matsumoto M, Ogawa W, Hino Y, Furukawa K, Ono Y, Takahashi M และ คณะ (เมษายน 2544). "การยับยั้งการกระตุ้น Akt ที่เกิดจากอินซูลินโดยเอนไซม์ไคเนสกลายพันธุ์ที่ขาดเอนไซม์เอปไซลอนของโปรตีนไคเนสซี"วารสารชีวเคมี276 ( 17): 14400– 14406. doi : 10.1074/jbc.M011093200 . PMID 11278835 .
- Nikolopoulos SN, Turner CE (มิถุนายน 2544). "การจับกันของ Integrin-linked kinase (ILK) กับโมทีฟ LD1 ของ paxillin ควบคุมการแปลตำแหน่งของ ILK ไปยังจุดยึดเกาะ" วารสารชีวเคมี 276 ( 26 ) : 23499– 23505. doi : 10.1074/jbc.M102163200 . PMID 11304546 .
- Tu Y, Huang Y, Zhang Y, Hua Y, Wu C (เมษายน 2544). "โปรตีนยึดเกาะโฟกัสชนิดใหม่ที่โต้ตอบกับอินทิกริน-ลิงก์ไคเนสและควบคุมการยึดเกาะและการแพร่กระจายของเซลล์"วารสารชีววิทยาของเซลล์ 153 ( 3): 585– 598. doi : 10.1083/jcb.153.3.585 . PMC 2190577 . PMID 11331308 .
- Yamaji S, Suzuki A, Sugiyama Y, Koide Y, Yoshida M, Kanamori H และ คณะ (มิถุนายน 2544). "โปรตีนจับไคเนสที่เชื่อมโยงกับอินทิกรินชนิดใหม่ แอฟฟิกซิน มีส่วนเกี่ยวข้องในระยะเริ่มต้นของการโต้ตอบระหว่างเซลล์กับพื้นผิว"วารสารชีววิทยาของเซลล์ 153 ( 6): 1251– 1264. doi : 10.1083/jcb.153.6.1251 . PMC 2192033 . PMID 11402068 .
- Chen R, Kim O, Yang J, Sato K, Eisenmann KM, McCarthy J และ คณะ (สิงหาคม 2544). "การควบคุมการกระตุ้น Akt/PKB โดยการฟอสโฟรีเลชันของไทโรซีน"วารสารชีวเคมี 276 ( 34): 31858– 31862. doi : 10.1074/jbc.C100271200 . PMID 11445557 .