Integrine

integrins

Integrine gehören zur Familie der Zelladhäsionsmoleküle und sind als Rezeptoren für die Bindung der Zellen untereinander und an die Extrazellulärmatrix verantwortlich.

Integrine bestehen aus jeweils 2 nicht kovalent verbundenen Transmembranglykoproteinen. Durch die Assoziation von 14 α- und 8 β-Ketten werden mehr als 20 Integrine gebildet. Die α- und β-Ketten bestehen jeweils aus einer großen (α >100 kDa, β >70 kDa) N-terminalen extrazellulären Domäne und kurzen Transmembran- und zytoplasmatischen Domänen. Während die extrazelluläre Domäne an spezifische Komponenten der Extrazellulärmatrix oder Liganden auf anderen Zellen bindet, verankert die zytoplasmatische Domäne die Integrine am Zytoskelett. Die Affinität der Integrine für ihre Liganden kann von den Zellen reguliert werden. Diese „Aktivierung“ der Integrine ist vor allem bei den Leukozyten- und Thrombozyten-Integrinen für die Interaktion mit Liganden bzw. anderen Zellen wichtig. Für die Bindung der Liganden, die z. T. über spezifische Peptidsequenzen (z. B. Arg-Gly-Asp bzw. RGD) erfolgt, sind zweiwertige Ionen, u. a. Ca²⁺ oder Mg²⁺, erforderlich. Durch die Bindung der Integrine an ihre Liganden wird auch das Verhalten der Zellen, z. B. Form, Polarität, Bewegung und Differenzierung beeinflusst. Hieran sind verschiedene Signaltransduktionswege, z. B. der Phosphatidyl-Inositol-Weg, beteiligt. Einige Integrine binden spezifisch an bestimmte Makromoleküle der Extrazellulärmatrix, z. B. Laminin, während andere zahlreiche Liganden binden, z. B. kann Integrin β1 mit 12 α-Ketten Dimere bilden, die vor allem als Rezeptoren für Kollagene, Laminine, Tenascine und Fibronectin dienen. Eine zweite Subgruppe bilden die α_v-Integrine, die überwiegend Fibronectin und Vitronectin binden. β2-Ketten, die mit verschiedenen α-Ketten Dimere bilden, werden dagegen nur auf der Oberfläche von Leukozyten exprimiert, z. B. α_Lβ2-Integrin (LFA-1, CD11a/CD18) und α_Mβ2-Integrin (Mac-1, CD11b/CD18, Komplementrezeptor CR3) und sind für die Fähigkeit dieser Zellen, Infektionen zu bekämpfen, von entscheidender Bedeutung. Ein β2-Integrin-Defekt führt dementsprechend bei Patienten mit Leukozyten-Adhäsionsmangel zu rezidivierenden Infekten. Bei Patienten mit einer Thrombasthenie Glanzmann, dem ein Defekt der β3-Integrine, u. a. das auf Thrombozyten exprimierte Fibrinogen-bindende α_IIbβ3-Integrin, zugrunde liegt, kommt es dementsprechend zu schweren Blutungen.

Der Nachweis der Expression der Leukozyten- und Thrombozyten-Integrine kann über die Durchflusszytometrie (FACS) erfolgen.