Articulo de referencia

quinasa ligada a integrina

La quinasa ligada a la integrina es una enzima que en humanos está codificada por el gen ILK involucrada en la transducción de señales mediada por integrinas . Las mutaciones en...

La quinasa ligada a la integrina es una enzima que en humanos está codificada por el gen ILK involucrada en la transducción de señales mediada por integrinas . Las mutaciones en ILK están asociadas con cardiomiopatías. [ 5 ] [ 6 ] Es una proteína de 59 kDa identificada originalmente en un cribado de doble híbrido de levadura con la integrina β1 como proteína cebo. [ 7 ] Desde su descubrimiento, ILK se ha asociado con múltiples funciones celulares incluyendo migración , proliferación y adhesión celular . 

Las quinasas ligadas a integrinas (ILK) son una subfamilia de quinasas tipo Raf (RAF). La estructura de ILK consta de tres características: 5 repeticiones de anquirina en el extremo N-terminal , motivo de unión a fosfoinosítidos y extremo N-terminal del dominio catalítico de la quinasa . [ 8 ] Las integrinas carecen de actividad enzimática y dependen de adaptadores para las proteínas de señalización. [ 8 ] ILK está ligada a los dominios citoplasmáticos de las integrinas beta-1 y beta-3 y es una de las integrinas mejor descritas. [ 9 ] Aunque Hannigan la describió por primera vez como una serina/treonina quinasa, [ 7 ] aún no se han caracterizado motivos importantes de las quinasas ILK. [ 9 ] Se cree que ILK tiene un papel en la regulación del desarrollo y la homeostasis tisular ; sin embargo, se descubrió que en moscas, gusanos y ratones la actividad de ILK no es necesaria para regular estos procesos. [ 9 ]

Las ILK animales se han relacionado con el complejo pinch-parvin que controla el desarrollo muscular. [ 9 ] Los ratones que carecían de ILK eran letales en la etapa embrionaria debido a la falta de desarrollo organizado de las células musculares. [ 9 ] En los mamíferos, la ILK carece de actividad catalítica pero apoya las funciones de las proteínas de andamiaje para las adhesiones focales . [ 9 ] En las plantas, los complejos de señalización de las ILK a los sitios de adhesión focal. [ 10 ] Las ILK de las plantas contienen múltiples genes de ILK. A diferencia de los animales que contienen pocos genes de ILK [ 10 ] Se ha descubierto que las ILK poseen propiedades oncogénicas. Las ILK controlan la actividad de las fosfatasas de serina/treonina. [ 9 ]

Características principales

La transducción de señales de la matriz extracelular a través de integrinas influye en las funciones intracelulares y extracelulares, y parece requerir la interacción de los dominios citoplasmáticos de las integrinas con proteínas celulares. La quinasa ligada a la integrina (ILK) interactúa con el dominio citoplasmático de la integrina beta-1. Se han encontrado múltiples variantes de transcripción con empalme alternativo que codifican la misma proteína para este gen. [ 11 ] Resultados recientes mostraron que el dominio quinasa C-terminal es en realidad una pseudoquinasa con función adaptadora. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]

En 2008, se descubrió que ILK se localiza en el centrosoma y regula la organización del huso mitótico . [ 15 ]

Se ha demostrado que la quinasa ligada a la integrina interactúa con:

Función de la proteína ILK1 de la planta

Las ILK funcionan interactuando con los numerosos receptores transmembrana para regular diferentes cascadas de señalización. [ 7 ] Se ha encontrado ILK1 en el sistema radicular de la mayoría de las plantas, donde se localizan conjuntamente en la membrana plasmática y el retículo endoplasmático , transportando iones a través de la membrana plasmática. [ 10 ] ILK1 es responsable del control del estrés osmótico y salino, del control de la absorción de nutrientes en función de su disponibilidad y de la detección de patógenos. [ 23 ]

Estrés osmótico y salino

ILK1 está vinculado a la sensibilidad al estrés hiperosmótico. [ 23 ] ILK1 redujo el estrés salino en plántulas colocadas en una solución con concentraciones elevadas de sal. [ 10 ] Las concentraciones de ILK1 permanecen bastante constantes durante el desarrollo, independientemente de una alta exposición a la sal. [ 23 ] Anteriormente, se creía que la acumulación de K + se reducía en concentraciones elevadas de sal. [ 24 ] La homeostasis del K + no se ve afectada en altas concentraciones de sal. Durante períodos de alto estrés salino, las concentraciones de K + en presencia de ILK1 se mantuvieron en el nivel existente. El transporte de potasio es necesario para la inhibición del crecimiento de la raíz por flg22 y el transporte de potasio se vio afectado por flg22. [ 23 ]

Los niveles de potasio modulan la activación de flg22, un péptido flagelínico compuesto por 22 aminoácidos que desencadena patrones moleculares asociados a patógenos (PAMP). Los PAMP funcionan activando reguladores del sistema de alerta de patógenos bacterianos. [ 23 ] [ 25 ] Los niveles de concentración de iones Mn 2+ , Mg 2+ , S y Ca 2+ también se vieron afectados después de la movilización de los reguladores de PAMP. [ 23 ]

Absorción de nutrientes

El potasio (K + ) es responsable de la osmorregulación, el mantenimiento del potencial de membrana y la presión de turgencia de las células vegetales, lo que a su vez media el movimiento de los estomas y el crecimiento de los túbulos dentro de la planta. [ 26 ] La fotosíntesis y otras vías metabólicas están controladas por el potasio. [ 26 ] Cuando no se satisface la absorción suficiente de K + , se activan los PAMP. Las calmodulinas, específicamente CML9, han aparecido como genes importantes que interactúan con ILK1 y regulan los niveles de potasio dentro de la célula. Si bien CML9 regula principalmente el Ca2 +, está vinculado a un canal de entrada de K + /Ca2 + aún no identificado. [ 10 ] Si bien se sabe que ocurren interacciones entre CML9 e ILK1, ILK1 no es un objetivo de fosforilación directo de CML9. Con la adición de CML9, la autofosforilación de ILK1 disminuye, la presente independientemente del calcio disponible para la absorción.

A) Secuencia completa de la proteína Arabidopsis. B) Estructuras 3D de las repeticiones ILK. C) El extremo N-terminal es azul y el extremo C-terminal es rojo. Muestra la sucesión de elementos secundarios. D) Secuencia de aminoácidos de ILK.

ILK1 también se ve afectado por la presencia o ausencia de manganeso (Mn 2+ ). La autofosforilación y la fosforilación del sustrato ocurrieron cuando se expusieron tanto a Mn 2+ como a Mg 2+. Mn 2+ y fue dependiente de la dosis, mientras que Mg 2+ no lo fue. Se encontraron sitios específicos de autofosforilación de ILK en presencia de Mn 2+ pero no en presencia de Mg 2+ , lo que apoya la fosforilación dependiente de ILK1 sugerida anteriormente. [ 10 ] La espectrometría de masas reveló que no había otras quinasas presentes para desencadenar esta respuesta.

Detección de patógenos

Se ha descubierto que ILK1 promueve la resistencia en patógenos bacterianos. [ 10 ] ILK1 es necesario para la sensibilidad a flg22 en plántulas. Se comparó una versión catalíticamente inactiva de ILK1 con versiones catalíticamente activas de ILK1 para observar el nivel de resistencia al ser desafiadas con patógenos bacterianos. Las plantas inoculadas con ILK1 inactiva fueron más susceptibles a la infección bacteriana que las inoculadas con ILK1 activa, lo que sugiere que ILK1 es necesario para la detección de patógenos bacterianos. Si bien ILK1 participa en la detección de patógenos bacterianos, no se utiliza para las defensas inducidas por efectos. [ 23 ]

ILK1 aumenta la respuesta a PAMP y la inmunidad basal a través de la fosforilación de MPK3 y MPK6 y opera de forma independiente en la producción de especies reactivas de oxígeno ( ROS ). También se ha descubierto que los mediadores de captación de potasio de alta afinidad, como HAK5 , son integrales en la señalización de flg22. [ 23 ] HAK5 funciona cuando los niveles de potasio son bajos. [ 23 ] Se ha demostrado que flg22 despolariza la membrana plasmática de la célula con HAK5 e ILK1 trabajando juntos para mediar la homeostasis iónica para ayudar con acciones tanto a corto como a largo plazo, como el crecimiento y su supresión. [ 23 ]

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000166333 Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000030890 Ensembl , mayo de 2017
  3. "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. Brodehl A, Rezazadeh S, Williams T, Munsie NM, Liedtke D, Oh T, et al. (junio de 2019). "Las mutaciones en ILK, que codifica la quinasa ligada a la integrina, están asociadas con la miocardiopatía arritmogénica" . Translational Research . 208 : 15–29 . doi : 10.1016/j.trsl.2019.02.004 . PMC 7412573. PMID 30802431 .   
  6. Knöll R, Postel R, Wang J, Krätzner R, Hennecke G, Vacaru AM, et al. (julio de 2007). "Las mutaciones de la laminina alfa 4 y la quinasa ligada a la integrina causan cardiomiopatía humana a través de defectos simultáneos en cardiomiocitos y células endoteliales" . Circulation . 116 (5): 515– 525. doi : 10.1161/CIRCULATIONAHA.107.689984 . PMID 17646580 .  
  7. 1 2 3 Hannigan GE, Leung-Hagesteijn C, Fitz-Gibbon L, Coppolino MG, Radeva G, Filmus J, et al. (1996). "Regulación de la adhesión celular y el crecimiento dependiente del anclaje por una nueva proteína quinasa ligada a la integrina beta 1". Nature . 379 (6560): 91– 96. Bibcode : 1996Natur.379...91H . doi : 10.1038/379091a0 . PMID 8538749 . S2CID 4325637 .   
  8. 1 2 Dedhar S, Williams B, Hannigan G (1999). "Integrin-linked kinase (ILK): a regulator of integrin and growth-factor signalling". Trends in Cell Biology . 9 (8): 319– 323. doi : 10.1016/s0962-8924(99)01612-8 . PMID 10407411 . 
  9. ^ Widmaier M , Rognoni E , Radovanac K, Azimifar SB, Fässler R (2012). "La quinasa ligada a integrinas de un vistazo" . Revista de ciencia celular . 125 (parte 8): 1839–1843 . doi : 10.1242/jcs.093864 . PMID 22637643 . 
  10. 1 2 3 4 5 6 7 Popescu SC, Brauer EK, Dimlioglu G, Popescu GV (2017). "Perspectivas sobre la estructura, función y vías de señalización mediadas por iones transducidas por quinasas vinculadas a integrinas de plantas" . Frontiers in Plant Science . 8 376. Bibcode : 2017FrPS....8..376P . doi : 10.3389/fpls.2017.00376 . PMC 5376563. PMID 28421082 .  
  11. "Entrez Gene: quinasa ligada a la integrina ILK" .
  12. Lange A, Wickström SA, Jakobson M, Zent R, Sainio K, Fässler R (octubre de 2009). "La quinasa ligada a la integrina es un adaptador con funciones esenciales durante el desarrollo del ratón". Nature . 461 ( 7266): 1002– 1006. Bibcode : 2009Natur.461.1002L . doi : 10.1038/nature08468 . PMID 19829382. S2CID 4399882 .  
  13. Fukuda K, Gupta S, Chen K, Wu C, Qin J (diciembre de 2009). "El sitio pseudoactivo de ILK es esencial para su unión a alfa-Parvin y su localización en las adhesiones focales" . Molecular Cell . 36 (5): 819–830 . doi : 10.1016/j.molcel.2009.11.028 . PMC 2796127. PMID 20005845 .  
  14. Qin J, Wu C (octubre de 2012). "ILK: una pseudocinasa en el centro de la adhesión y señalización célula-matriz" . Current Opinion in Cell Biology . 24 (5): 607– 613. doi : 10.1016/j.ceb.2012.06.003 . PMC 3467332. PMID 22763012 .  
  15. Fielding AB, Dobreva I, McDonald PC, Foster LJ, Dedhar S (febrero de 2008). "La quinasa ligada a la integrina se localiza en el centrosoma y regula la organización del huso mitótico" . The Journal of Cell Biology . 180 (4): 681– 689. doi : 10.1083/jcb.200710074 . PMC 2265580. PMID 18283114 .  
  16. Ewing RM, Chu P, Elisma F, Li H, Taylor P, Climie S, et al. (2007). "Mapeo a gran escala de interacciones proteína-proteína humanas mediante espectrometría de masas" . Biología de Sistemas Moleculares . 3 : 89. doi : 10.1038/msb4100134 . PMC 1847948. PMID 17353931 .   
  17. Barry FA, ​​Gibbins JM (abril de 2002). "La proteína quinasa B está regulada en las plaquetas por la glicoproteína VI, receptora del colágeno" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (15): 12874– 12878. doi : 10.1074/jbc.M200482200 . PMID 11825911 . 
  18. Delcommenne M, Tan C, Gray V, Rue L, Woodgett J, Dedhar S (septiembre de 1998). "Regulación dependiente de la fosfoinositida-3-OH quinasa de la glucógeno sintasa quinasa 3 y la proteína quinasa B/AKT por la quinasa ligada a la integrina" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (19): 11211– 11216. Bibcode : 1998PNAS...9511211D . doi : 10.1073/pnas.95.19.11211 . PMC 21621. PMID 9736715 .  
  19. Persad S, Attwell S, Gray V, Mawji N, Deng JT, Leung D, et al. (julio de 2001). "Regulación de la fosforilación de la serina 473 de la proteína quinasa B/Akt por la quinasa ligada a la integrina: funciones críticas de la actividad de la quinasa y los aminoácidos arginina 211 y serina 343" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (29): 27462– 27469. doi : 10.1074/jbc.M102940200 . PMID 11313365 .  
  20. Leung-Hagesteijn C, Mahendra A, Naruszewicz I, Hannigan GE (mayo de 2001). "Modulación de la transducción de señales de integrina por ILKAP, una proteína fosfatasa 2C asociada con la quinasa ligada a integrina, ILK1" . The EMBO Journal . 20 (9): 2160– 2170. doi : 10.1093/ emboj /20.9.2160 . PMC 125446. PMID 11331582 .  
  21. Tu Y, Li F, Goicoechea S, Wu C (marzo de 1999). "La proteína PINCH, que solo contiene dominios LIM, interactúa directamente con la quinasa ligada a integrinas y se recluta en sitios ricos en integrinas en células en expansión" . Biología Molecular y Celular . 19 (3): 2425– 2434. doi : 10.1128/mcb.19.3.2425 . PMC 84035. PMID 10022929 .  
  22. Zhang Y, Chen K, Guo L, Wu C (octubre de 2002). "Caracterización de PINCH-2, una nueva proteína de adhesión focal que regula la interacción PINCH-1-ILK, la extensión celular y la migración" . The Journal of Biological Chemistry . 277 (41): 38328– 38338. doi : 10.1074/jbc.M205576200 . PMID 12167643 . 
  23. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Brauer E (junio de 2016). "La quinasa tipo Raf ILK1 y el transportador de K+ de alta afinidad HAK5 son necesarios para la inmunidad innata y la respuesta al estrés abiótico" . Plant Physiology . 171 (2): 1470– 1484. doi : 10.1104/pp.16.00035 . PMC 4902592. PMID 27208244 .  
  24. Alemán F, Nieves-Cordones M, Martínez V, Rubio F (2011). "Adquisición de K(+) en la raíz de las plantas: el modelo de Arabidopsis thaliana" . Plant & Cell Physiology . 52 (9): 1603– 1612. doi : 10.1093/pcp/pcr096 . hdl : 10261/344341 . PMID 21771865 . 
  25. Chinchilla D, Bauer Z, Regenass M, Boller T, Felix G (2006). "La quinasa receptora FLS2 de Arabidopsis se une a flg22 y determina la especificidad de la percepción de la flagelina" . The Plant Cell . 18 (2): 465– 476. Bibcode : 2006PlanC..18..465C . doi : 10.1105/tpc.105.036574 . PMC 1356552. PMID 16377758 .  
  26. 1 2 Wang Y, Wu WH (octubre de 2017). "Regulación del transporte y la señalización de potasio en plantas". Current Opinion in Plant Biology . 39 : 123–128 . Bibcode : 2017COPB...39..123W . doi : 10.1016/j.pbi.2017.06.006 . PMID 28710919 . 

Lecturas adicionales

  • Dedhar S (abril de 2000). "Interacciones célula-sustrato y señalización a través de ILK". Current Opinion in Cell Biology . 12 (2): 250– 256. doi : 10.1016/S0955-0674(99)00083-6 . PMID 10712922 . 
  • Persad S, Dedhar S (diciembre de 2003). "El papel de la quinasa ligada a la integrina (ILK) en la progresión del cáncer". Cancer Metastasis Reviews . 22 (4): 375– 384. doi : 10.1023/A:1023777013659 . PMID 12884912. S2CID 24434819 .  
  • Srivastava D, Yu S (septiembre de 2006). "Estirándose para satisfacer necesidades: la quinasa ligada a la integrina y la bomba cardíaca" . 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, et  al. (mayo de 1997). "Mapeo del gen que codifica la quinasa ligada a la integrina, ILK, en el cromosoma humano 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 (octubre de 1997). "Identificación y caracterización de una proteína quinasa de ratón altamente homóloga a la quinasa ligada a integrina humana" . 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, et  al. (agosto de 1998). "ILK (beta1-integrina-linked protein kinase): a novel immunohistochemical marker for Ewing's sarcoma and primitive neuroectodermal tumour". 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, et  al. (diciembre de 1999). "Sitio de fosforilación inhibitoria para la quinasa asociada a Rho en la fosfatasa de miosina del músculo liso" . The Journal of Biological Chemistry . 274 (52): 37385– 37390. doi : 10.1074/jbc.274.52.37385 . PMID 10601309 . 
  • Janji B, Melchior C, Vallar L, Kieffer N (junio de 2000). "Clonación de una isoforma de la quinasa ligada a la integrina (ILK) que se regula positivamente en células de melanoma HT-144 tras la estimulación con 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 (febrero de 2001). "Estructura en solución del dominio PINCH LIM1 del adaptador de adhesión focal y caracterización de su interacción con el dominio de repetición de anquirina de la quinasa ligada a integrina" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (7): 4932– 4939. doi : 10.1074/jbc.M007632200 . PMID 11078733 . 
  • Matsumoto M, Ogawa W, Hino Y, Furukawa K, Ono Y, Takahashi M, et  al. (abril de 2001). "Inhibición de la activación de Akt inducida por insulina mediante un mutante deficiente en quinasa de la isoenzima épsilon de la proteína quinasa C" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (17): 14400– 14406. doi : 10.1074/jbc.M011093200 . PMID 11278835 . 
  • Nikolopoulos SN, Turner CE (junio de 2001). "La unión de la quinasa ligada a la integrina (ILK) al motivo LD1 de la paxilina regula la localización de ILK en las adhesiones focales" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (26): 23499– 23505. doi : 10.1074/jbc.M102163200 . PMID 11304546 . 
  • Tu Y, Huang Y, Zhang Y, Hua Y, Wu C (abril de 2001). "Una nueva proteína de adhesión focal que interactúa con la quinasa ligada a integrina y regula la adhesión y extensión celular" . The Journal of Cell Biology . 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, et  al. (junio de 2001). "Una nueva proteína de unión a quinasas ligada a integrinas, la afixina, participa en la etapa temprana de la interacción célula-sustrato" . The Journal of Cell Biology . 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, et  al. (agosto de 2001). "Regulación de la activación de Akt/PKB por fosforilación de tirosina" . The Journal of Biological Chemistry . 276 (34): 31858– 31862. doi : 10.1074/jbc.C100271200 . PMID 11445557 .