整合素 （英語：Integrin ）又稱整联蛋白 、接合蛋白 ，是一种介导细胞 和其外环境（如细胞外基质 ，Extra Cellular Matrix）之间的连接的跨膜受体，普遍存在于脊椎动物的細胞表面。整合素拥有联系细胞外部和内部结构的作用，同时在细胞与环境的信号转导 中，整合素也将ECM的化学成分与受力状态等有关信息传入细胞。 因此，整合素除了穿過膜的機械作用，也參與了細胞訊息、細胞週期 之調節、細胞型態以及細胞的運動。
整合素αVβ3的胞外结构域 Structure of the extracellular segment of integrin alpha Vbeta3.
[1] 鑑定 標誌 Integrin_alphaVbeta3 Pfam PF08441（旧版） Pfam 宗系CL0159（旧版） InterPro IPR013649 SCOP 1jv2 / SUPFAM 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要 PDB 1jv2 , 1l5g , 1m1x , 1u8c
整合素α亚基的胞内结构域 Structure of chaperone protein PAPD.
[2] 鑑定 標誌 Integrin_alpha Pfam PF00357（旧版） InterPro IPR000413 PROSITE PDOC00215 SCOP 1dpk / SUPFAM OPM 197 OPM 2knc 現有可用的蛋白結構： Pfam 結構（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum 結構概要 PDB 1dpk , 1dpq , 1kup , 1kuz , 1m8o , 1s4w
通常，受体的作用是将外环境的变化通知细胞并引起细胞反应。但整合素不仅介导由外到内的信号，也介导由内到外的细胞信号。因此整合素不但将ECM的信息传递 给细胞，也将细胞的状态表达给外界，从而可以迅速和灵活地响应环境中的变化，比如血液的凝固作用 。
整合素有许多的类型，一些细胞在其表面表达多种整合素。整合素对动物细胞十分重要，在从海绵 到哺乳动物 的所有动物中都有发现，人类基因中的整合素已得到详致研究。
整合素通过与其它蛋白 相互作用来介导细胞–细胞和细胞–ECM的相互作用与通信。参与这些过程的蛋白主要有细胞粘附分子 （比如钙粘素 、IgSF、选择素 ）、细胞外配体（比如纤连蛋白 、胶原蛋白 、玻连蛋白 层粘连蛋白 几个大类。
结构 整合素是由α和β两亚基组成的专性异二聚体 ，α和β 亚基都是跨膜蛋白并有一个小型的胞内结构域[3] 哺乳动物 中，总共发现了18个α亚基和8个β亚基，而果蝇 基因组 中只有5个α和2个β亚基，隐杆线虫 [4] 领鞭毛虫 中只有α亚基而无β亚基[5] [6] 半胱氨酸 的重复序列。
α亚基
基因 蛋白 别名 ITGA1 CD49a VLA1 ITGA2 CD49b VLA2 ITGA3 CD49c VLA3 ITGA4 CD49d VLA4 ITGA5 CD49e VLA5 ITGA6 CD49f VLA6 ITGA7 ITGA7 FLJ25220 ITGA8 ITGA8 ITGA9 ITGA9 RLC ITGA10 ITGA10 ITGA11 ITGA11 HsT18964 ITGAD CD11D FLJ39841 ITGAE CD103 HUMINAE ITGAL CD11a LFA1A ITGAM CD11b MAC-1 ITGAV CD51 VNRA, MSK8 ITGA2B CD41 GPIIb ITGAX CD11c
β亚基
基因 蛋白 别名 ITGB1 CD29 FNRB、MSK12、MDF2 ITGB2 CD18 LFA-1、MAC-1、MFI7 ITGB3 CD61 GP3A、GPIIIa ITGB4 CD104 ITGB5 ITGB5 FLJ26658 ITGB6 ITGB6 ITGB7 ITGB7 ITGB8 ITGB8
另外，一些亚基的不同形式是由不同的RNA选择性剪接而来，比如β1亚基存在四种选择性剪接而成的形式。通过许多种不同的α和β亚基组合，能产生24种整合素（这一数字会依不同的研究而变化）[7]
分類 整联蛋白可以通过多种方法进行分类，比如有一部分的α链含有特殊的A-domain[8]
功能作用 连接细胞和细胞外基质 整合素将细胞外基质和细胞骨架（通常是肌动蛋白 ）结合，至于结合配体的种类是由αβ亚基的种类决定的。这种连接可以带来拉力保护细胞不会从细胞外基质中被撕裂，保障了多细胞生物的整体性。在组织培养中，整联蛋白的一个重要的作用是帮助细胞迁移。[9]
细胞的信号转导 整合素并非单纯为细胞提供了一个附着点，同时也向细胞内部发送许多有关于周围环境的信号，改变细胞的核心生命活动比如附着、运动、死亡、分化。所以，整联蛋白在很多生物过程中起到核心作用。比如通過αIIbβ3調節的血小板聚合就在血液止血的過程中起到了一個非常重要的作用。[10]
脊椎动物的整合素
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外部链接 维基共享资源 上的相關多媒體資源：Integrins
The Integrin Protein （页面存档备份，存于互联网档案馆 ） Talin substrate for calpain （页面存档备份，存于互联网档案馆 ） – PMAP The Proteolysis Map animation. 醫學主題詞表（MeSH） ：Integrins
整合素, 英語, integrin, 又稱整联蛋白, 接合蛋白, 是一种介导细胞和其外环境, 如细胞外基质, extra, cellular, matrix, 之间的连接的跨膜受体, 普遍存在于脊椎动物的細胞表面, 拥有联系细胞外部和内部结构的作用, 同时在细胞与环境的信号转导中, 也将ecm的化学成分与受力状态等有关信息传入细胞, 因此, 除了穿過膜的機械作用, 也參與了細胞訊息, 細胞週期之調節, 細胞型態以及細胞的運動, αvβ3的胞外结构域structure, extracellular, segment,. 整合素 英語 Integrin 又稱整联蛋白 接合蛋白 是一种介导细胞和其外环境 如细胞外基质 Extra Cellular Matrix 之间的连接的跨膜受体 普遍存在于脊椎动物的細胞表面 整合素拥有联系细胞外部和内部结构的作用 同时在细胞与环境的信号转导中 整合素也将ECM的化学成分与受力状态等有关信息传入细胞 因此 整合素除了穿過膜的機械作用 也參與了細胞訊息 細胞週期之調節 細胞型態以及細胞的運動 整合素aVb3的胞外结构域Structure of the extracellular segment of integrin alpha Vbeta3 1 鑑定標誌Integrin alphaVbeta3PfamPF08441 旧版 Pfam宗系CL0159 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR013649SCOP 英语 Structural Classification of Proteins 1jv2 SUPFAM現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要PDB1jv2 1l5g 1m1x 1u8c整合素a亚基的胞内结构域Structure of chaperone protein PAPD 2 鑑定標誌Integrin alphaPfamPF00357 旧版 InterPro 英语 InterPro IPR000413PROSITE 英语 PROSITE PDOC00215SCOP 英语 Structural Classification of Proteins 1dpk SUPFAMOPM 英语 Orientations of Proteins in Membranes database 家族197OPM 英语 Orientations of Proteins in Membranes database 蛋白2knc現有可用的蛋白結構 Pfam結構 旧版 ECODPDBRCSB PDB PDBe PDBjPDBsum 英语 PDBsum 結構概要PDB1dpk 1dpq 1kup 1kuz 1m8o 1s4w通常 受体的作用是将外环境的变化通知细胞并引起细胞反应 但整合素不仅介导由外到内的信号 也介导由内到外的细胞信号 因此整合素不但将ECM的信息传递给细胞 也将细胞的状态表达给外界 从而可以迅速和灵活地响应环境中的变化 比如血液的凝固作用 整合素有许多的类型 一些细胞在其表面表达多种整合素 整合素对动物细胞十分重要 在从海绵到哺乳动物的所有动物中都有发现 人类基因中的整合素已得到详致研究 整合素通过与其它蛋白相互作用来介导细胞 细胞和细胞 ECM的相互作用与通信 参与这些过程的蛋白主要有细胞粘附分子 比如钙粘素 IgSF 选择素 细胞外配体 比如纤连蛋白 胶原蛋白 玻连蛋白 英语 vitronectin 层粘连蛋白几个大类 目录 1 结构 2 分類 3 功能作用 3 1 连接细胞和细胞外基质 3 2 细胞的信号转导 4 脊椎动物的整合素 5 参考文献 6 外部链接结构 编辑整合素是由a和b两亚基组成的专性异二聚体 a和b 亚基都是跨膜蛋白并有一个小型的胞内结构域 3 在哺乳动物中 总共发现了18个a亚基和8个b亚基 而果蝇基因组中只有5个a和2个b亚基 隐杆线虫 英语 Caenorhabditis 只有2个a和1个b亚基 4 领鞭毛虫中只有a亚基而无b亚基 5 整合素在细胞内基质区域大概有40 70个氨基酸片段 b4亞基不同于所有其他亞基 它的細胞質結构域要大得多 有1000個氨基酸 并與中間纖維连接而不是常见的肌動蛋白 6 而在细胞的外球形结构域 存在a链和b链一起露出脂双分子层外约20nm的头部 其中N端的末端5nm可以用于同细胞外基质蛋白结合 外部结合的过程可以类比为螃蟹钳将目标蛋白夹住 虽然是通过化学作用而非力学作用 细胞内的尾部则与肌动蛋白相连 整联蛋白的两个亚基 a和b链都是糖基化的 整合素的分子质量大约在100kDa左右 其中b链含有四个富含半胱氨酸的重复序列 a亚基 基因 蛋白 别名ITGA1 CD49a VLA1ITGA2 CD49b VLA2ITGA3 CD49c VLA3ITGA4 CD49d VLA4ITGA5 CD49e VLA5ITGA6 CD49f VLA6ITGA7 ITGA7 FLJ25220ITGA8 ITGA8ITGA9 ITGA9 RLCITGA10 ITGA10ITGA11 ITGA11 HsT18964ITGAD CD11D FLJ39841ITGAE CD103 HUMINAEITGAL CD11a LFA1AITGAM CD11b MAC 1ITGAV CD51 VNRA MSK8ITGA2B CD41 GPIIbITGAX CD11c b亚基 基因 蛋白 别名ITGB1 CD29 FNRB MSK12 MDF2ITGB2 CD18 LFA 1 MAC 1 MFI7ITGB3 CD61 GP3A GPIIIaITGB4 CD104ITGB5 ITGB5 FLJ26658ITGB6 ITGB6ITGB7 ITGB7ITGB8 ITGB8 另外 一些亚基的不同形式是由不同的RNA选择性剪接而来 比如b1亚基存在四种选择性剪接而成的形式 通过许多种不同的a和b亚基组合 能产生24种整合素 这一数字会依不同的研究而变化 7 分類 编辑整联蛋白可以通过多种方法进行分类 比如有一部分的a链含有特殊的A domain 8 得名于血友病因子中相似的结构域 在a链中也被称为a inserted domain 拥有这个特殊结构域的蛋白 比如a1b1 a2b1 或者连接细胞和胶原蛋白 或者充当细胞间的粘结分子 且a I domain都充当着结合位点的作用 而在a链上不含有a I domain的蛋白也在其b链上含有结构相似的A domain 同时也充当连接位点 A domain拥有3个二价正离子 在细胞外基质中通常为Ca2 Mg2 的结合位点 其中一个在生理条件下被永久占据 另外两个位点在整联蛋白结合外部分子后才被占据 功能作用 编辑连接细胞和细胞外基质 编辑 整合素将细胞外基质和细胞骨架 通常是肌动蛋白 结合 至于结合配体的种类是由ab亚基的种类决定的 这种连接可以带来拉力保护细胞不会从细胞外基质中被撕裂 保障了多细胞生物的整体性 在组织培养中 整联蛋白的一个重要的作用是帮助细胞迁移 9 细胞通过整联蛋白附着在底物上 在运动过程中 细胞会在前部附着新的基质 而后部解附着的基质则通过内吞的方式进行重复利用 细胞的信号转导 编辑 整合素并非单纯为细胞提供了一个附着点 同时也向细胞内部发送许多有关于周围环境的信号 改变细胞的核心生命活动比如附着 运动 死亡 分化 所以 整联蛋白在很多生物过程中起到核心作用 比如通過aIIbb3調節的血小板聚合就在血液止血的過程中起到了一個非常重要的作用 10 脊椎动物的整合素 编辑下表为脊椎动物中发现的整合素 名称 别名 分布 配体a1b1 VLA 1 身體多處 膠原蛋白 层粘连蛋白 11 a2b1 VLA 2 身體多處 膠原蛋白 多种层粘连蛋白 11 a3b1 VLA 3 身體多處 层粘连蛋白 5a4b1 VLA 4 11 造血干细胞 纤连蛋白 VCAM 1 11 a5b1 VLA 5 fibronectin receptor 全身 纤连蛋白 11 蛋白酶a6b1 VLA 6 laminin receptor 全身 多种层粘连蛋白a7b1 肌肉 膠質瘤 多种层粘连蛋白aLb2 LFA 1 11 T细胞 ICAM 1 ICAM 2 11 aMb2 Mac 1 CR3 11 單核球和嗜中性球 血浆蛋白 ICAM 1 11 aIIbb3 Fibrinogen receptor gpIIbIIIa 12 血小板 11 纖維蛋白原 纤连蛋白 11 aVb1 葡萄膜黑色素瘤 神经肿瘤 玻连蛋白 纖維蛋白原aVb3 vitronectin receptor 13 活化的內皮細胞 黑色素瘤 膠質母細胞瘤 玻连蛋白 13 纤连蛋白 纖維蛋白原 骨桥蛋白 Cyr61aVb5 全身都有 特別是在成纖維細胞 上皮細胞 玻连蛋白和腺病毒aVb6 增殖的上皮细胞 尤其是肺和乳腺 纤连蛋白 转化生长因子 b TGFb 1和3aVb8 神經組織 周圍神經 纤连蛋白 TGFb1和3a6b4 上皮細胞 11 层粘连蛋白 11 参考文献 编辑 Xiong JP Stehle T Diefenbach B et al Crystal structure of the extracellular segment of integrin alpha Vbeta3 Science October 2001 294 5541 339 45 PMC 2885948 PMID 11546839 doi 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