PNAS等解读！科学家揭秘整合素和踝蛋白的新功能

日前，刊登在国际杂志PNAS、Journal of Cell Science和Scientific Reports上的多篇研究报告中，来自坦佩雷大学等多个机构的科学家们通过联合研究揭示了整合素（integrin）和踝蛋白（talin）的新功能，相关研究或能帮助理解细胞膜整合素受体所介导的生物学现象，并有望帮助开发治疗癌症的新方法。

在细胞膜中，整合素会形成细胞骨架和细胞外基质之间的连接，整合素活性的调节对于组织和单一细胞的功能非常重要。本文研究中，研究人员调查了踝蛋白的结构和功能，其是一种细胞骨架蛋白，对于整合素受体活性的调节非常重要，踝蛋白能通过其“头部”与整合素结合，并将其与细胞骨架连接上，从而就能作为细胞机械信号网络的一部分，进而影响细胞的粘附、迁移和基因表达等。

文章中，研究人员利用X射线晶体学技术揭示了踝蛋白头部的原子结构，从而就能给科学家们关于踝蛋白与整合素之间结合的方式带来前所未有的认识；研究者Vesa Hyt？nen教授表示，比如，踝蛋白所介导的整合素的激活对于多种癌症都至关重要，因此，理解踝蛋白的详细结构或有望帮助开发预防踝蛋白和整合素之间相互作用的抑制剂，进而帮助成功抵御癌症。踝蛋白的结构是由研究者Jinhua Wu所发现的，而后期的细胞生物学研究结果则是由Bernhard Wehrle-Haller教授领导的研究小组在瑞士日内瓦大学进行的，先关研究成果发表在了PNAS杂志上。

研究者指出，踝蛋白是一种细胞骨架蛋白质，它像分子铰链一样连接构成细胞骨架的收缩肌动蛋白与胞外与基质结合的整合素。踝蛋白的结构对于整合素激活的重要性和意义让科学家们有了新的视角，文章中，研究人员利用分子动力学模拟了研究踝蛋白和整合素对之间的相互作用。来自东芬兰大学Janne J？nis教授领衔的研究团队则在Journal of Cell Science杂志上发表文章表示，他们的研究成果为蛋白质之间相互作用的机制提供了新的详细信息。Kukkurainen博士指出，踝蛋白的F1亚单位对于整合素的激活非常重要。

如今在坦佩雷大学，研究人员Latifeh Azizi目前正在研究踝蛋白的突变如何影响蛋白质的功能。而发表在国际杂志Scientific Reports上的研究报告中，研究者Azizi等人揭示了在癌症患者机体中所观察到的突变如何影响细胞中踝蛋白的结构、相互作用和生物学活性。研究人员所筛选出的突变是利用结构数据和生物信息学方法从序列数据库中筛选出来的。Azizi说道，让我觉得非常有意思的是，大型蛋白中的单一突变或会对细胞功能产生如此大的影响。

最后研究者表示，踝蛋白的突变会影响细胞的运动性和细胞交流沟通，这些研究结果或有望帮助科学家们进一步向个体化疗法的开发向前迈进一步；也有望利用癌症患者机体肿瘤的信息来帮助选择更为合适的治疗方法。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Pingfeng Zhang et al. Crystal structure of the FERM-folded talin head reveals the determinants for integrin binding， Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI： 10.1073/pnas.2014583117

【2】Sampo Kukkurainen et al. The F1 loop of the talin head domain acts as a gatekeeper in integrin activation and clustering， Journal of Cell Science (2020). DOI： 10.1242/jcs.239202

【3】Latifeh Azizi et al. Cancer associated talin point mutations disorganise cell adhesion and migration， Scientific Reports (2021). DOI： 10.1038/s41598-020-77911-4

【4】New functions of integrin and talin discovered by an international research network

by Tampere University