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Quinasa ligada a integrina

La quinasa ligada a integrina es una enzima que en los humanos está codificada por el gen ILK involucrado en la transducción de señales mediada por integrinas . Las mutaciones en ILK están asociadas con miocardiopatías. [5] [6] Es una proteína de 59 kDa identificada originalmente en una prueba híbrida de levadura-dos con integrina β1 como proteína cebo. [7] Desde su descubrimiento, ILK se ha asociado con múltiples funciones celulares, incluidas la migración celular , la proliferación y la adhesión .

Las quinasas ligadas a integrinas (ILK) son una subfamilia de quinasas similares a Raf (RAF). La estructura de ILK consta de tres características: 5 repeticiones de anquirina en el extremo N-terminal , motivo de unión de fosfoinosítido 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 señal. [8] La 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 quinasa de serina/treonina, [7] los motivos importantes de las quinasas ILK aún no se han caracterizado. [9] Se cree que la ILK tiene un papel en la regulación del desarrollo y la homeostasis tisular, sin embargo, se encontró 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 fueron letales embrionariamente debido a la falta de desarrollo organizado de células musculares. [9] En los mamíferos, la ILK carece de actividad catalítica, pero respalda las funciones de las proteínas de andamiaje para las adhesiones focales . [9] En las plantas, las ILK envían señales a los complejos hacia los sitios de adhesión focal. [10] Las ILK de las plantas contienen múltiples genes ILK. A diferencia de los animales que contienen pocos genes 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 las proteínas celulares. La quinasa ligada a integrinas (ILK) interactúa con el dominio citoplasmático de la integrina beta-1. Se han encontrado múltiples variantes de transcripción empalmadas alternativamente 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 integrina interactúa con:

Función de la planta ILK1

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

Estrés osmótico y salino

La ILK1 está relacionada con la sensibilidad al estrés hiperosmótico. [23] La ILK1 redujo el estrés salino en plántulas colocadas en una solución con mayores concentraciones de sal. [10] Las concentraciones de ILK1 permanecen bastante constantes durante todo el desarrollo independientemente de una alta exposición a la sal. [23] Anteriormente, se creía que la acumulación de K + se reducía con una mayor concentración de sal. [24] La homeostasis de K + no se ve afectada en altas concentraciones de sal. Durante los 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 de Mn 2+ , Mg 2+ , S y Ca 2+ también se vieron afectados después de que se movilizaran 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, 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 alcanza la absorción suficiente de K + , se activan los PAMP. Las calmodulinas, específicamente CML9, han aparecido como genes importantes para interactuar con ILK1 y regular los niveles de potasio dentro de la célula. Si bien CLM9 regula principalmente el Ca 2+ , está vinculado a un canal de entrada de K + /Ca 2+ aún 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, independientemente del calcio disponible para la absorción.

A) Secuencia de proteína de longitud completa de Arabidopsis. B) Estructuras tridimensionales de repeticiones de 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.

La ILK1 también se ve afectada por la presencia o ausencia de manganeso (Mn 2+ ). La autofosforilación y la fosforilación del sustrato ocurrieron cuando se expuso tanto a Mn 2+ como a Mg 2+. Mn 2+ 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 respalda 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 la ILK1 promueve la resistencia en patógenos bacterianos. [10] La ILK1 es necesaria para la sensibilidad a flg22 en las plántulas. Se comparó una versión catalíticamente inactiva de la ILK1 con versiones catalíticamente activas de la ILK1 para ver el nivel de resistencia cuando se las desafió con patógenos bacterianos. Las plantas inoculadas con la ILK1 inactiva fueron más susceptibles a la infección bacteriana que la ILK1 activa, lo que sugiere que la ILK1 es necesaria para la detección de patógenos bacterianos. Si bien la ILK1 está involucrada en la detección de patógenos bacterianos, no se utiliza para las defensas inducidas por efectos. [23]

La ILK1 aumenta la respuesta de PAMP y la inmunidad basal a través de la fosforilación de MPK3 y MPK6 y opera independientemente en la producción de especies reactivas de oxígeno ( ROS ). También se ha descubierto que los mediadores de la captación de potasio de alta afinidad, como HAK5, son fundamentales 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 a corto y largo plazo, como el crecimiento y la supresión del mismo. [23]

Referencias

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Lectura adicional