Chemokine - Chemokine
Kis citokinek (intecrine/kemokin), interleukin-8-szerűek | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Azonosítók | |||||||||||
Szimbólum | IL8 | ||||||||||
Pfam | PF00048 | ||||||||||
InterPro | IPR001811 | ||||||||||
PROSITE | PDOC00434 | ||||||||||
SCOP2 | 3il8 / SCOPe / SUPFAM | ||||||||||
|
A kemokinek (a ógörög χῠμείᾱ (khumeíā) „alkímia”, és κῑνησῐς (Kinesis) „mozgás”), vagy a kemotaktikus citokinek, egy család a kis citokinek vagy jelátviteli fehérjék által szekretált sejtek indukáló irányított mozgása leukociták, valamint egyéb sejttípusok, beleértve az endothel- és hámsejteket. Amellett, hogy a kemokinek fontos szerepet játszanak a gazdaszervezet immunválaszának aktiválásában, fontosak a biológiai folyamatokban, beleértve a morfogenezist és a sebgyógyulást, valamint a betegségek, például a rák patogenezisében.
A citokinfehérjéket viselkedésük és szerkezeti jellemzőik alapján kemokinek közé sorolják. Amellett, hogy ismertek a kemotaxis közvetítéséről, a kemokinek mind körülbelül 8-10 kilodalton tömegűek , és négy cisztein maradékot tartalmaznak a konzervált helyeken, amelyek kulcsfontosságúak a háromdimenziós alakjuk kialakításához.
Ezek a proteinek hagyományosan alatt ismert számos más nevek, beleértve a SIS citokinek családjához , SIG citokinek családjába , SCY a citokinek családjába , vérlemezke faktor-4 szupercsalád vagy intercrinek . Egyes kemokinek tartják pro- gyulladásos , és lehet kiváltott immunválasz során toborozni sejtek a immunrendszer egy helyén a fertőzés , míg mások tartják homeosztatikus és részt vesznek szabályozására sejtek migrációjának során normális folyamatának szöveti karbantartás vagy fejlesztés . A kemokinek minden gerincesben , néhány vírusban és néhány baktériumban megtalálhatók, más gerinctelenekben azonban egyik sem található .
A kemokineket négy fő alcsaládba sorolták: CXC, CC, CX3C és C. Mindezek a fehérjék kifejtik biológiai hatásukat azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek a G -proteinnel kapcsolt transzmembrán receptorokkal, az úgynevezett kemokin receptorokkal , amelyek szelektíven megtalálhatók a célsejtjeik felületén.
Funkció
A kemokinek fő szerepe az, hogy kemo -vonzóanyagként működnek a sejtek migrációjának irányításában. A kemokinek által vonzott sejtek a kemokin forrása felé növekvő kemokin koncentráció jelét követik. Egyes kemokinek szabályozzák az immunrendszer sejtjeit az immunfelügyeleti folyamatok során, például a limfocitákat a nyirokcsomókba irányítják, így képesek szűrni a kórokozók invázióját azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek az ezekben a szövetekben található antigénbemutató sejtekkel . Ezeket homeosztatikus kemokineknek nevezik, és a forrássejtek stimulálása nélkül termelődnek és szekretálódnak. Egyes kemokinek szerepet játszanak a fejlődésben; elősegítik az angiogenezist (új erek növekedését ), vagy olyan sejtekhez vezetik a sejteket, amelyek specifikus jeleket szolgáltatnak a sejtek éréséhez. Más kemokinek gyulladásosak, és számos sejtből szabadulnak fel bakteriális fertőzésre, vírusokra és fizikai károsodást okozó szerekre reagálva, mint például a szilícium -dioxid vagy a köszvényben előforduló urátkristályok . Ezek felszabadulását gyakran gyulladáscsökkentő citokinek, például az interleukin 1 stimulálja . A gyulladásos kemokinek főként a leukociták kemoattraktánsaiként működnek , monocitákat , neutrofileket és más effektor sejteket toboroznak a vérből a fertőzés vagy szövetkárosodás helyére . Bizonyos gyulladásos kemokinek aktiválják a sejteket, hogy immunválaszt indítsanak, vagy elősegítsék a sebgyógyulást . Ezek által kiadott különböző sejttípusok és arra szolgálnak, hogy irányítsák sejtek mind veleszületett immunrendszer és az adaptív immunrendszer .
Típusok funkció szerint
A kemokinek funkcionálisan két csoportra oszthatók:
- Homeosztatikus : bizonyos szövetekben konstitutívan termelődnek, és felelősek a bazális leukocita -migrációért. Ezek közé tartoznak: CCL14 , CCL19 , CCL20 , CCL21 , CCL25 , CCL27 , CXCL12 és CXCL13 . Ez a besorolás nem szigorú; például a CCL20 gyulladásgátló kemokinként is működhet.
- Gyulladásos : ezek képződnek patológiás körülmények között (a pro-gyulladásos ingerek, mint például az IL-1 , TNF-alfa , LPS , vagy vírusok ), és aktívan részt vesz a gyulladásos válasz vonzza immunsejtek, hogy a helyén gyulladás . Példák: CXCL-8 , CCL2 , CCL3 , CCL4 , CCL5 , CCL11 , CXCL10 .
Önrávezetés
A kemokinek fő funkciója a leukociták migrációjának ( homing ) kezelése a megfelelő anatómiai helyeken gyulladásos és homeosztatikus folyamatokban.
Bazális : A homeosztatikus kemokinek a csecsemőmirigyben és a nyirokszövetekben termelődnek . Homeosztatikus funkciójukat a legjobban példázzák a CCL19 és CCL21 kemokinek ( nyirokcsomókban és nyirokcsomó -endothelsejtekben kifejezve ) és a CCR7 receptoruk (ezekben a szervekben történő elhelyezésre szánt sejteken kifejezve). Ezeknek a ligandumoknak a segítségével lehetséges az antigénbemutató sejtek (APC) továbbítása a nyirokcsomókba az adaptív immunválasz során. A többi homeosztatikus kemokin receptor közé tartoznak a következők: CCR9, CCR10 és CXCR5, amelyek fontosak a sejtcímek részeként a leukociták szövetspecifikus elhelyezésében . A CCR9 támogatja a leukociták migrációját a bélbe , a CCR10 a bőrbe és a CXCR5 támogatja a B-sejt migrációját a nyirokcsomók tüszőibe . A csontvelőben konstitutív módon előállított CXCL12 (SDF-1) elősegíti a B-progenitor sejtek proliferációját a csontvelő mikrokörnyezetében.
Gyulladásos : gyulladásos kemokinek nagy koncentrációban termelődnek fertőzés vagy sérülés során, és meghatározzák a gyulladásos leukociták migrációját a sérült területre. Tipikus gyulladásos kemokinek: CCL2, CCL3 és CCL5 , CXCL1, CXCL2 és CXCL8 . Tipikus példa a CXCL-8, amely kemo-vonzószerként hat a neutrofilekre. A homeosztatikus kemokin receptorokkal ellentétben a kötődési receptorokhoz és a gyulladásos kemokinekhez jelentős hajlam (redundancia) társul. Ez gyakran megnehezíti a receptor-specifikus terápiák kutatását ezen a területen.
Típusok sejtek szerint vonzottak
- Monociták / makrofágok : a legfontosabb kemokinek, amelyek ezeket a sejteket a gyulladás helyére vonzzák, a következők: CCL2, CCL3, CCL5, CCL7, CCL8, CCL13, CCL17 és CCL22.
- T-limfociták : a négy kulcsfontosságú kemokin, amelyek részt vesznek a T-limfociták gyulladás helyére történő toborzásában: CCL2, CCL1, CCL22 és CCL17. Továbbá a T-sejtek CXCR3 expresszióját indukálják a T-sejt aktiválását követően, és az aktivált T-sejtek vonzódnak azokhoz a gyulladásos helyekhez, ahol a CXCL9, CXCL10 és CXCL11 IFN-y indukálható kemokinek szekretálódnak.
- Hízósejtek : felületükön számos kemokinreceptor expresszálódik: CCR1, CCR2, CCR3, CCR4, CCR5, CXCR2 és CXCR4. Ezen CCL2 és CCL5 receptorok ligandumai fontos szerepet játszanak a hízósejtek toborzásában és aktiválásában a tüdőben . Bizonyítékok vannak arra is, hogy a CXCL8 gátolja a hízósejteket.
- Eozinofilek : az eozinofilek különböző szövetekbe történő migrációja a CC család számos kemokinjét érintette: CCL11, CCL24, CCL26, CCL5, CCL7, CCL13 és CCL3. A CCL11 (eotaxin) és a CCL5 (RANTES)kemokinekegy specifikus CCR3 receptoron keresztül hatnakaz eozinofilek felületére, és az eotaxin alapvető szerepet játszik az eozinofil sejtek kezdeti toborzásában.
- Neutrofilek : elsősorban CXC kemokinek szabályozzák. Egy példa a CXCL8 (IL-8) kemoattraktáns a neutrofilekre, és aktiválja azok metabolizmusát és degranulációját is .
Szerkezeti jellemzők
A fehérjéket szerkezeti jellemzőik alapján osztályozzák a kemokin családba, nem csak a sejteket vonzó képességük alapján. Minden kemokin kicsi, molekulatömege 8 és 10 kDa között van . Körülbelül 20-50% -ban azonosak egymással; azaz, osztoznak gén szekvencia és aminosav- szekvencia homológia. Mindannyian konzervált aminosavakat is tartalmaznak , amelyek fontosak a 3-dimenziós vagy harmadlagos szerkezetük létrehozásához , például (a legtöbb esetben) négy cisztein, amelyek párban kölcsönhatásba lépnek egymással, hogy a kemokinekre jellemző görög kulcsformát hozzanak létre . Az intramolekuláris diszulfidkötések jellemzően az első -harmadik , és a második -negyedik ciszteincsoporthoz csatlakoznak, a kemokin fehérjeszekvenciájában megjelenő számozással. A tipikus kemokin fehérjéket pro-peptidekként állítják elő , kezdve egy körülbelül 20 aminosavból álló szignálpeptiddel, amely a molekula aktív (érett) részéből lehasad a sejtből történő kiválasztódása során. Az első két cisztein, egy kemokinban, közel van egymáshoz az érett fehérje N-terminális vége közelében , a harmadik cisztein pedig a molekula közepén, a negyedik pedig a C-terminális végén található . Körülbelül tíz aminosavból álló hurok követi az első két ciszteint, és N-hurok néven ismert . Ezt követi az egy fordulatú spirál, amelyet 3 10- spirálnak , három β-szálnak és egy C-terminális α- hélixnek neveznek . Ezeket a csavarokat és szálakat 30 -as , 40 -es és 50 -es ciklusoknak nevezett körök kötik össze ; a harmadik és negyedik cisztein a 30 -as és 50 -es évek hurkában található.
Típusok szerkezet szerint
CC kemokinek | ||||
---|---|---|---|---|
Név | Gén | Más nevek) | Receptor | Uniprot |
CCL1 | Scya1 | I-309, TCA-3 | CCR8 | |
CCL2 | Scya2 | MCP-1 | CCR2 | P13500 |
CCL3 | Scya3 | MIP-1a | CCR1 | P10147 |
CCL4 | Scya4 | MIP-1β | CCR1 , CCR5 | P13236 |
CCL5 | Scya5 | RANTES | CCR5 | P13501 |
CCL6 | Scya6 | C10, MRP-2 | CCR1 | P27784 |
CCL7 | Scya7 | MARC, MCP-3 | CCR2 | P80098 |
CCL8 | Scya8 | MCP-2 | CCR1 , CCR2 , CCR5 | P80075 |
CCL9 / CCL10 | Scya9 | MRP-2, CCF18, MIP-1? | CCR1 | P51670 |
CCL11 | Scya11 | Eotaxin | CCR2 , CCR3 , CCR5 | P51671 |
CCL12 | Scya12 | MCP-5 | Q62401 | |
CCL13 | Scya13 | MCP-4, NCC-1, Ckβ10 | CCR2 , CCR3 , CCR5 | Q99616 |
CCL14 | Scya14 | HCC-1, MCIF, Ckβ1, NCC-2, CCL | CCR1 | Q16627 |
CCL15 | Scya15 | Leukotactin-1, MIP-5, HCC-2, NCC-3 | CCR1 , CCR3 | Q16663 |
CCL16 | Scya16 | LEC, NCC-4, LMC, Ckβ12 | CCR1 , CCR2 , CCR5 , CCR8 | O15467 |
CCL17 | Scya17 | TARC, dendrokine, ABCD-2 | CCR4 | Q92583 |
CCL18 | Scya18 | PARC, DC-CK1, AMAC-1, Ckβ7, MIP-4 | P55774 | |
CCL19 | Scya19 | ELC, Exodus-3, Ckβ11 | CCR7 | Q99731 |
CCL20 | Scya20 | LARC, Exodus-1, Ckβ4 | CCR6 | P78556 |
CCL21 | Scya21 | SLC, 6Ckine, Exodus-2, Ckβ9, TCA-4 | CCR7 | O00585 |
CCL22 | Scya22 | MDC, DC/β-CK | CCR4 | O00626 |
CCL23 | Scya23 | MPIF-1, Ckβ8, MIP-3, MPIF-1 | CCR1 | P55773 |
CCL24 | Scya24 | Eotaxin-2, MPIF-2, Ckβ6 | CCR3 | O00175 |
CCL25 | Scya25 | TECK, Ckβ15 | CCR9 | O15444 |
CCL26 | Scya26 | Eotaxin-3, MIP-4a, IMAC, TSC-1 | CCR3 | Q9Y258 |
CCL27 | Scya27 | CTACK, ILC, Eskine, PESKY, skinkine | CCR10 | Q9Y4X3 |
CCL28 | Scya28 | MEC | CCR3 , CCR10 | Q9NRJ3 |
CXC kemokinek | ||||
Név | Gén | Más nevek) | Receptor | Uniprot |
CXCL1 | Scyb1 | Gro-a, GRO1, NAP-3, KC | CXCR2 | P09341 |
CXCL2 | Scyb2 | Gro-β, GRO2, MIP-2a | CXCR2 | P19875 |
CXCL3 | Scyb3 | Gro- ?, GRO3, MIP-2β | CXCR2 | P19876 |
CXCL4 | Scyb4 | PF-4 | CXCR3B | P02776 |
CXCL5 | Scyb5 | ENA-78 | CXCR2 | P42830 |
CXCL6 | Scyb6 | GCP-2 | CXCR1 , CXCR2 | P80162 |
CXCL7 | Scyb7 | NAP-2, CTAPIII, β-Ta, PEP | P02775 | |
CXCL8 | Scyb8 | IL-8, NAP-1, MDNCF, GCP-1 | CXCR1 , CXCR2 | P10145 |
CXCL9 | Scyb9 | MIG, CRG-10 | CXCR3 | Q07325 |
CXCL10 | Scyb10 | IP-10, CRG-2 | CXCR3 | P02778 |
CXCL11 | Scyb11 | I-TAC, β-R1, IP-9 | CXCR3 , CXCR7 | O14625 |
CXCL12 | Scyb12 | SDF-1, PBSF | CXCR4 , CXCR7 | P48061 |
CXCL13 | Scyb13 | BCA-1, BLC | CXCR5 | O43927 |
CXCL14 | Scyb14 | BRAK, bolekine | O95715 | |
CXCL15 | Scyb15 | Lungkine, WECHE | Q9WVL7 | |
CXCL16 | Scyb16 | SRPSOX | CXCR6 | Q9H2A7 |
CXCL17 | VCC-1 | DMC, VCC-1 | Q6UXB2 | |
C kemokinek | ||||
Név | Gén | Más nevek) | Receptor | Uniprot |
XCL1 | Scyc1 | Lymphotactin a, SCM-1a, ATAC | XCR1 | P47992 |
XCL2 | Scyc2 | Limfotaktin β, SCM-1β | XCR1 | Q9UBD3 |
CX3C kemokinek | ||||
Név | Gén | Más nevek) | Receptor | Uniprot |
CX3CL1 | Scyd1 | Fractalkine, neurotactin, ABCD-3 | CX3CR1 | P78423 |
A kemokin család tagjait négy csoportra osztják az első két ciszteinmaradék távolságától függően. Így a kemokinek nómenklatúrája például: CCL1 a kemokinek CC-családjának 1. ligandumához és CCR1 a megfelelő receptorhoz.
CC kemokinek
A CC kemokin (vagy β-kemokin ) fehérjék két szomszédos ciszteinnel ( aminosavak ) rendelkeznek, aminosavuk közelében . Ennek az alcsoportnak legalább 27 különböző tagját jelentették emlősök esetében, CC kemokin ligandumoknak ( CCL ) -1 és -28 között; A CCL10 ugyanaz, mint a CCL9 . Az alcsaládba tartozó kemokinek általában négy ciszteint tartalmaznak (C4-CC kemokinek), de kis számú CC kemokin hat ciszteint tartalmaz (C6-CC kemokinek). A C6-CC kemokinek közé tartozik a CCL1, CCL15, CCL21, CCL23 és CCL28. A CC kemokinek kiváltják a monociták és más sejttípusok, például az NK -sejtek és a dendritikus sejtek migrációját .
A CC kemokin példái közé tartozik a monocita kemoattraktáns protein-1 (MCP-1 vagy CCL2), amely arra készteti a monocitákat, hogy elhagyják a véráramot, és belépjenek a környező szövetekbe, hogy szöveti makrofágokká váljanak .
A CCL5 (vagy RANTES ) vonzza a CCR5 receptort expresszáló sejteket, például T -sejteket , eozinofileket és bazofileket .
A megnövekedett CCL11 szint a vérplazmában az öregedéssel (és a neurogenezis csökkenésével ) jár együtt egerekben és emberekben.
CXC kemokinek
A CXC kemokinek (vagy α-kemokinek ) két N-terminális ciszteinjét egy aminosav választja el, amelyet ebben a névben "X" -vel jelölünk. Az emlősökben 17 különböző CXC kemokint írtak le, amelyek két kategóriába sorolhatók, azok, amelyeknek specifikus aminosav -szekvenciája (vagy motívuma) a glutaminsav - leucin - arginin (vagy röviden ELR) közvetlenül a CXC első ciszteinje előtt van. motívum (ELR-pozitív), és azok, akiknek nincs ELR-motívuma (ELR-negatív). Az ELR-pozitív CXC kemokinek specifikusan a neutrofilek migrációját indukálják , és kölcsönhatásba lépnek a CXCR1 és CXCR2 kemokin receptorokkal . Az ELR-pozitív CXC kemokin egy példája az interleukin-8 (IL-8), amely a neutrofileket a véráramból való kilépésre és a környező szövetekbe való bejutására készteti. Más CXC kemokinek, amelyekből hiányzik az ELR motívum, mint például a CXCL13 , általában kemoattraktívak a limfociták számára. A CXC kemokinek a CXC kemokin receptorokhoz kötődnek , amelyek közül hét eddig felfedezett, CXCR1-7.
C kemokinek
A kemokinek harmadik csoportja C -kemokinek (vagy γ -kemokinek) néven ismert, és minden más kemokinnel ellentétben csak két ciszteinből áll; egy N-terminális cisztein és egy cisztein lefelé. Két kemokint írtak le ehhez az alcsoporthoz, és XCL1 ( limfotaktin -α) és XCL2 ( limfotaktin -β).
CX 3 C kemokinek
Egy negyedik csoportot is felfedeztek, és a tagok három aminosavat tartalmaznak a két cisztein között, és CX 3 C kemokinnak (vagy d-kemokineknek) nevezik . Az egyetlen CX 3 C kemokint, amelyet eddig felfedeztek, fraktalkinnak (vagy CX 3 CL1) nevezik . Egyszerre szekretálódik és kötődik az azt expresszáló sejt felületéhez, ezáltal mind kemo -vonzószerként, mind adhéziós molekulaként szolgál .
Receptorok
A kemokin receptorok olyan G-fehérjéhez kapcsolt receptorok tartalmazó 7 transzmembrán domének , amelyek megtalálhatók a felszínen leukociták . Körülbelül 19 különböző kemokin receptort jellemeztek a mai napig, amelyeket négy családra osztanak attól függően, hogy milyen típusú kemokint kötnek; CXCR amelyek kötődnek CXC kemokinek, CCR amelyek kötődnek a CC-kemokinek, CX3CR1 , amely megköti az egyedüli CX3C kemokin (CX3CL1), és XCR1 amely kötődik a két XC kemokinek (XCL1 és XCL2). Számos szerkezeti jellemzővel rendelkeznek; hasonló méretűek (körülbelül 350 aminosavat tartalmaznak ), rövid, savas N-terminális végük van, hét spirális transzmembrán doménjük három intracelluláris és három extracelluláris hidrofil hurokkal, valamint a receptor számára fontos szerin- és treoninmaradékot tartalmazó intracelluláris C-terminális szabályozás. A kemokinreceptorok első két extracelluláris hurka mindegyikében konzervált cisztein maradék található, amely lehetővé teszi diszulfid híd kialakulását ezek között. A G-fehérjék a kemokin-receptor C-terminális végéhez vannak kapcsolva, hogy lehetővé tegyék az intracelluláris jelátvitelt a receptor aktiválása után, míg a kemokin-receptor N-terminális doménje határozza meg a ligandumkötési specifitást.
Jelátvitel
A kemokin receptorok a G-fehérjékhez társulva továbbítják a sejtjeleket a ligandumkötést követően. A G -fehérjék kemokinreceptorok általi aktiválása a foszfolipáz C (PLC) néven ismert enzim későbbi aktiválódását okozza . A PLC a foszfatidil-inozitol (4,5) -biszfoszfát (PIP2) nevű molekulát két második hírvivő molekulává bontja, amelyek inozitol-trifoszfát (IP3) és diacil-glicerin (DAG) néven ismertek, és amelyek intracelluláris jelátviteli eseményeket váltanak ki; A DAG aktiválja a protein kináz C (PKC) nevű másik enzimet , és az IP3 kiváltja a kalcium felszabadulását az intracelluláris raktárakból. Ezek az események számos jelátviteli kaszkádot támogatnak (például a MAP kináz útvonalat ), amelyek olyan válaszokat generálnak, mint a kemotaxis , a degranuláció , a szuperoxid -anionok felszabadulása és a kemokinreceptor -hordozó sejtekben az integrineknek nevezett sejtadhéziós molekulák aviditásának változása .
Fertőzés kontroll
Az a felfedezés, hogy a RANTES , a MIP ( makrofág gyulladásos fehérjék ) 1α és 1β β -kemokinek (ma CCL5, CCL3 és CCL4 néven ismertek) elnyomják a HIV -1 -t, biztosította a kezdeti kapcsolatot, és jelezte, hogy ezek a molekulák az immunválasz részeként irányíthatják a fertőzést vivo, és hogy az ilyen inhibitorok tartós szállítása képes a fertőzés hosszú távú ellenőrzésére. A kemokin-termelés összefüggése az antigén által kiváltott proliferatív válaszokkal, a HIV- fertőzés kedvezőbb klinikai állapotával , valamint a fertőzésveszélyes alanyok nem fertőzött állapotával azt sugallja, hogy ezek a molekulák pozitív szerepet játszanak a HIV-fertőzés természetes lefolyásának szabályozásában.
Lásd még
Hivatkozások
Külső linkek
- A citokin család adatbázis-Chemokines at kumamoto-u.ac.jp
- A helyes kemokin nómenklatúra az rndsystems.com webhelyen