Activation of Integrins by intracellular signaling
Intracellular signaling에 의한 integrin 활성화. 세포 외부에서 받은 신호가 intracellular signaling protein을 통해 전달되어 integrin 활성화를 자극한다.
Integrin은 양방향 신호 전달이 가능하다. “Inside-out” signaling은 세포 내부의 신호가 integrin을 활성화시키는 과정이다.
Inside-out Signaling 경로 (혈소판 예시)
1. 세포외 신호 수용
- Thrombin (extracellular signal protein)이 혈소판 표면의 GPCR (G-protein-coupled receptor)에 결합
2. Intracellular Signaling Cascade
- GPCR 활성화 → intracellular signaling pathway 개시
- Rap1 (monomeric GTPase family member) 활성화
3. Talin 동원
- 활성화된 Rap1이 RIAM 단백질과 상호작용
- RIAM이 talin을 plasma membrane으로 동원
4. Talin 활성화
- Talin은 평소 비활성 상태로 존재:
- C-terminal actin-binding domain과 N-terminal integrin-binding domain이 서로 상호작용하여 접혀 있음
- RIAM에 의해 membrane으로 동원되면 talin이 unfold되어:
- Integrin 결합 부위 노출
- Actin 결합 부위 노출
5. Integrin 활성화
- Talin과 kindlin (또 다른 단백질)이 함께 integrin β chain과 상호작용
- Integrin β chain의 intracellular α-β linkage가 차단됨
- Integrin의 두 leg가 벌어지며 inactive → active conformation 전환
Integrin의 inactive (folded)와 active (extended) structure. Conformational change가 extracellular 및 intracellular binding site를 동시에 노출시킨다.
6. Actin Cytoskeleton 연결
- Talin이 actin과 상호작용
- Vinculin 같은 adaptor protein과도 결합
- Multiple actin linkage 형성
다른 세포 타입에서
유사한 signaling pathway가 다른 세포 타입에서도 integrin 활성화를 조절할 것으로 추정된다. 세포가 이동하거나, 부착을 만들거나 끊을 필요가 있을 때 integrin 활성화를 빠르게 조절할 수 있다.
Outside-in vs Inside-out
- Outside-in: Extracellular matrix binding → integrin activation → intracellular signaling
- Inside-out: Intracellular signaling → integrin activation → enhanced matrix binding
두 방향의 신호 전달이 모두 가능하여, integrin은 단순한 structural linker가 아니라 signaling hub로 기능한다.