原创《Talin细胞黏附动力学过程关键蛋白》：本论文为免费优秀的关于关键论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要 持续、协调的细胞黏附的形成、解体过程,对细胞转移是必不可少的,Talin蛋白在其中起至关重要的作用.介绍了细胞黏附的类型、功能,重点阐述了Talin蛋白的结构、和其他黏附组成蛋白的相互作用,以及在黏附的形成、解体过程中的重要地位,从而明确了Talin蛋白为细胞黏附动力学过程的关键蛋白.
关键词细胞黏附；黏附形成；黏附解体；Talin蛋白
中图分类号Q26文献标识码A文章编号10002537（2015）01002305
恶性肿瘤是当今严重威胁人类生命的重大疾病之一,转移是恶性肿瘤致死的最主要原因.大多数癌症患者在确诊时,肿瘤细胞已启动转移级联中的一个或多个步骤.恶性肿瘤细胞的转移是指从原发部位浸润性生长、穿透细胞外基质进入脉管（淋巴管或血管）、渗出脉管、在转移部位生长、增殖[12].各种细胞,包括肿瘤细胞,其转移机制是大体相同的,有很大的相似性和保守性,均为一个相互依存的多步骤循环过程[34]：A细胞在趋化因子的刺激下,形成前、后极性（polarity）；B在迁移细胞前部,由肌动蛋白聚合而形成片状伪足、线状伪足的突起（protrusion）；C跨膜受体整合素和胞内骨架蛋白连接,形成大小不等的黏附斑点（focal adhesion）,从而连接胞外基质和胞内肌动蛋白.当细胞运动时,这些黏附可作为牵引位点；D细胞尾部的黏附解体和尾部牵缩（ rear retraction）,细胞向前移动.阐明细胞转移的分子机制,是正确理解癌症转移、和寻找有效的治疗措施的前提和基础.
1细胞黏附的动力学过程
细胞黏附,作为细胞转移多步骤循环过程的重要环节,是指细胞和胞外基质的物理相互作用,涉及跨膜糖蛋白受体家族整合素（integrin）,肌动蛋白细胞骨架和一系列胞质蛋白[56].整合素在结构上为一杂二聚体,由一个α亚基和一个β亚基组合而成,分别具有结合配基的胞外区域,单一跨膜区域和胞内区域,但仅β亚基的胞内区域有和信号分子的结合位点.当其胞外区域和胞外配基,如纤粘蛋白（fibronectin）等结合后,导致整合素聚合成簇及胞内区域的构象变化,尽管其胞内区域本身不具有酶活性,但成簇的整合素可激活黏附斑激酶F*,使其397位的酪氨酸磷酸化,和Src激酶的SH2区域结合,Src磷酸化衔接蛋白或细胞骨架蛋白,如talin,paxillin,vinculin等,从而使酪氨酸激酶、细胞骨架蛋白,通过F*的SH2,SH3或富含脯氨酸区域,在整合素的β胞内区域相互结合形成细胞黏附,并和肌动蛋白细胞骨架相联,使肌动蛋白微丝重组,形成应激纤维（stress fibers）.这些新生的黏附（nascent adhesion）,逐渐长大,形成直径1 μm大小的圆形结构即复合斑（focal complex）.复合斑作为质膜扩展的牵引点,传递推动力.当黏附长成稳定结构,变得更大,更成熟时,即形成2 μm宽,3～10 μm长的所谓黏附斑（focal adhesion）[78].Focal complex为小的黏附,位于细胞前沿片状伪足、线状伪足的末端,可稳定片状、线状伪足,传递推动力,促进细胞迁移；focal adhesion为大的黏附,通常位于细胞尾部应激纤维的末端,和胞外基质紧密附着,抑制细胞迁移[9].它们的分子组成相同,在成熟度上有差异.
在迁移细胞尾部,可观察到黏附斑的解体（focal adhesion disassembly）,即黏附的释放,使尾部收缩；但在细胞前沿,黏附斑的解体同时伴随着新的黏附斑形成,因而称为黏附斑的转换（focal adhesion turnover ）.细胞黏附不仅建立了肌动蛋白细胞骨架和胞外基质的紧密联系,同时一系列结构蛋白和调节蛋白组成的蛋白复合物,构成了控制细胞转移的信号通路的网络系统[10].
2Talin在细胞黏附形成中的作用
最新研究表明,有超过180种蛋白参和黏附的形成,这些蛋白或为结构蛋白,如衔接蛋白或骨架蛋白,直接或间接联接整合素β亚基的胞内区域和胞内肌动蛋白；或为调节蛋白,如激酶和信号蛋白,调控黏附相关蛋白间相互作用和信号转导[1112].图1[9]描述了参和黏附形成的主要蛋白间的相互作用,可以看出,仅talin,filamin和αactinin,既和整合素也和肌动蛋白直接联接.研究表明,和filamin和αactinin 相比,talin蛋白,由于其结构以及和其他蛋白的相互作用,在黏附的形成和解体的动力学过程中,具有至关重要的作用.在敲除了talin基因的胚胎干细胞中,黏附斑和应激纤维均不能形成[13].
Talin基因有两个亚型,talin1、talin2,其编码的蛋白有74%的相似性[14].目前,对talin2的了解较少.在结构上,talin1为一包含2 541个氨基酸,270 000的蛋白大分子[15].其全长蛋白分为球形N端头部和C端尾部.头部通称为FERM区域,可细分为F1,F2,F3亚区域,其中含有整合素β胞内区域、肌动蛋白、黏附斑激酶F*、跨膜蛋白layilin的结合位点.其尾部含有一个β亚基、两个肌动蛋白和3个骨架蛋白vinculin结合位点.从talin蛋白结构,可看出,其上可联接整合素β亚基,下可联接肌动蛋白,并和其他黏附组成蛋白直接或间接联接,因而是整合细胞黏附形成、解体的动力学过程的核心蛋白.
细胞黏附的形成,是指激活成簇的整合素将黏附各组成蛋白,征集进入其β亚基胞内区域而形成新生细胞黏附的过程.Talin在细胞黏附形成中,主要在整合素激活和征集其他细胞黏附的组成蛋白中起重要作用.talin和整合素β亚基胞内区域的结合可使整合素处于激活状态[1617].以RNA干扰降低talin表达可显著抑制整合素激活[18]；在talin低表达细胞中转染talin基因,可使整合素恢复激活状态[19].其可能机制为：talin是激活整合素的关键因素——小G蛋白Rap1A的下游效应分子,通过talin和整合素的直接结合,传递Rap1A信号给整合素[19].通常,激活的整合素按顺序依次,而非同时征集细胞黏附的各组成蛋白,进入新生的细胞黏附中[20].然而,何种蛋白处于该征集过程的最上游?一直以来,公认是talin最早进入细胞黏附中[2122].但最近研究表明,黏附斑激酶F*,先于talin进入细胞黏附.将F*结合talin位点E1015突变后,在新生的细胞黏附中,有F*存在,但没有发现talin,表明F*可先于talin进入细胞黏附.现已确认,talin处于征集过程中仅次于F*的第二位.F*需和talin结合,将talin征集到新生的黏附中.随后,talin位于所有其他蛋白的上游,直接或间接和其他黏附组成蛋白相互作用,构成细胞黏附[23].
关键论文参考资料：
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