NOD-подобный рецептор

Нуклеотидсвязывающие рецепторы, подобные домену олигомеризации , или NOD-подобные рецепторы ( NLR ) (также известные как нуклеотидсвязывающие богатые лейцином повторяющиеся рецепторы), ^{[ 1 ]} представляют собой внутриклеточные сенсоры молекулярных структур, связанных с патогенами (PAMP) , которые проникают в клетку через фагоцитоз или поры, и молекулярных структур, связанных с повреждением (DAMP), которые связаны с клеточным стрессом. Это типы рецепторов распознавания образов (PRR) . ^{[ 2 ]} и играют ключевую роль в регуляции врожденного иммунного ответа . NLR могут взаимодействовать с toll-подобными рецепторами (TLR) и регулировать воспалительный и апоптотический ответ.

NLR в первую очередь распознают грамположительные бактерии , тогда как TLR в первую очередь распознают грамотрицательные бактерии . Они обнаруживаются в лимфоцитах , макрофагах , дендритных клетках , а также в неиммунных клетках, например в эпителии . ^{[ 3 ]} NLRs высоко консервативны в ходе эволюции. Их гомологи были обнаружены у многих различных видов животных ( APAF1 ). ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} а также в царстве растений ( белок R устойчивости к болезням ). ^{[ 5 ]}

Структура

NLR содержат 3 домена - центральный домен NACHT (NOD или NBD - нуклеотид-связывающий домен), который является общим для всех NLR, большинство NLR также имеют C-концевой богатый лейцином повтор (LRR) и вариабельный N-концевой домен взаимодействия. Домен NACHT опосредует АТФ-зависимую самоолигомеризацию, а LRR ощущает присутствие лиганда. N-концевой домен отвечает за гомотипическое белок-белковое взаимодействие и может состоять из домена рекрутирования каспазы (CARD), пиринового домена (PYD), кислого трансактивирующего домена или повторов ингибитора бакуловируса (BIR). ^{[ 3 ]}^{[ 6 ]}

Номенклатура и система

Для описания семейства NLR использовались такие названия, как CATERPILLER, NOD, NALP, PAN, NACHT, PYPAF. Номенклатура была унифицирована Комитетом по номенклатуре генов HUGO в 2008 году. Семейство было охарактеризовано как NLR, чтобы обеспечить описание особенностей семейства - NLR означает нуклеотидсвязывающий домен и семейство генов, содержащее богатые лейцином повторы. ^{[ 7 ]}

Эта система делит NLR на 4 подсемейства в зависимости от типа N-концевого домена:

NLRA (A означает кислотный трансактивирующий домен): CIITA
NLRB (B для BIR ): NAIP
NLRC (C для карты ): NOD1 , NOD2 , NLRC3 , NLRC4 , NLRC5
NLRP (P для PYD ): NLRP1 , NLRP2 , NLRP3 , NLRP4 , NLRP5 , NLRP6 , NLRP7 , NLRP8 , NLRP9 , NLRP10 , NLRP11 , NLRP12 , NLRP13 , NLRP14 ^{[ 7 ]}

Существует также дополнительное подсемейство NLRX, которое не имеет значительной гомологии ни с одним N-концевым доменом. Членом этого подсемейства является NLRX1 . ^{[ 8 ]}

С другой стороны, NLR можно разделить на 3 подсемейства с учетом их филогенетических взаимоотношений:

NOD: NOD1 , NOD2 , NOD3 ( NLRC3 ), NOD4 ( NLRC5 ), NOD5 ( NLRX1 ), CIITA
NLRP (также называемые NALP): NLRP1 , NLRP2 , NLRP3 , NLRP4 , NLRP5 , NLRP6 , NLRP7 , NLRP8 , NLRP9 , NLRP10 , NLRP11 , NLRP12 , NLRP13 , NLRP14.
IPAF: IPAF ( NLRC4 ), NAIP ^{[ 9 ]}

Подсемейство НОД

Подсемейство NODs состоит из NOD1, NOD2, NOD3, NOD4 с доменом CARD, CIITA, содержащего домен кислотного трансактиватора, и NOD5 без какого-либо N-концевого домена. ^{[ 9 ]} ^{[ 10 ]}

Сигнализация

Хорошо описанными рецепторами являются NOD1 и NOD2. Распознавание их лигандов вызывает олигомеризацию домена NACHT и взаимодействие CARD-CARD с CARD-содержащей серин-треониновой киназой RIP2, что приводит к активации RIP2. ^{[ 11 ]} RIP2 опосредует рекрутирование киназы TAK1, которая фосфорилирует и активирует киназу IκB . Активация киназы IκB приводит к фосфорилированию ингибитора IκB, который высвобождает NF-κB , и его ядерной транслокации. Затем NF-κB активирует экспрессию воспалительных цитокинов . ^{[ 12 ]} Мутации NOD2 связаны с болезнью Крона ^{[ 13 ]} или синдром Блау . ^{[ 14 ]}

Лиганды

NOD1 и NOD2 распознают пептидогликановые мотивы бактериальной клетки, состоящие из N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты . Эти сахарные цепи сшиты пептидными цепями, которые могут восприниматься NOD. NOD1 распознает молекулу, называемую мезо-диаминопимелиновой кислотой (мезо-DAP), которая чаще всего встречается у грамотрицательных бактерий (например, Helicobacter pylori , Pseudomonas aeruginosa ). Белки NOD2 могут чувствовать внутриклеточный мурамилдипептид (MDP), типичный для таких бактерий, как Streptococcus pneumoniae или Mycobacterium Tuberculosis . ^{[ 3 ]}^{[ 10 ]}

Подсемейства NLRP и IPAF

Подсемейство NLRP содержит NLRP1-NLRP14, которые характеризуются наличием домена PYD. Подсемейство IPAF состоит из двух членов — IPAF с доменом CARD и NAIP с доменом BIR. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Сигнализация

Подсемейства NLRP и IPAF участвуют в формировании воспаления . Наиболее охарактеризованной инфламмасомой является NLRP3 , активация через PAMP или DAMPs приводит к олигомеризации. ^{[ 9 ]} Пириновый домен NLR связывается с адаптерным белком ASC (PYCARD) посредством взаимодействия PYD-PYD. ASC содержит домен PYD и CARD и связывает NLR с неактивной формой каспазы 1 через домен CARD. ^{[ 15 ]} Все эти белок-белковые взаимодействия образуют комплекс, называемый инфламмасомой. Агрегация прокаспазы-1 вызывает ауторасщепление и образование активного фермента. Каспаза-1 важна для протеолитического процессинга провоспалительных цитокинов IL-1β и IL-18 . ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Мутации NLRP3 ответственны за семейный холодовой аутовоспалительный синдром или синдром Макла-Уэллса . ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

Лиганды

Существует три хорошо изученных воспалительных процесса — NLRP1, NLRP3 и IPAF. Образование воспалительной NLRP3 может быть активировано PAMP , такими как микробные токсины (например, альфа-токсин Staphylococcus aureus ) или целые патогены, например Candida albicans , Saccharomyces cerevisiae , вирус Сендай , грипп . NLRP3 распознает также DAMP , которые указывают на стресс в клетке. Опасной молекулой могут быть внеклеточная АТФ, внеклеточная глюкоза, кристаллы урата мононатрия (MSU) , дигидрат пирофосфата кальция (CPPD), квасцы , холестерин или раздражители окружающей среды – кремнезем , асбест , УФ- излучение и раздражители кожи. Присутствие этих молекул вызывает образование АФК и отток К+. NLRP1 распознает летальный токсин Bacillus anthracis и мурамилдипептид . IPAF распознает флагеллин Salmonella typhimurium , Pseudomonas aeruginosa , Listeria monocytogenes . ^{[ 3 ]}^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

См. также

Ссылки

^ Махла, Ранджит (2013). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Фронт Иммунол . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .
^ Махла Р.С., Редди MC, Прасад Д.В., Кумар Х (сентябрь 2013 г.). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Границы в иммунологии . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Франки Л., Уорнер Н., Виани К., Нуньес Дж. (2009). «Функция Nod-подобных рецепторов в распознавании микроорганизмов и защите хозяина» . Иммунол Рев . 227 (1): 106–28. дои : 10.1111/j.1600-065X.2008.00734.x . ПМЦ 2679989 . ПМИД 19120480 .
^ Огура Ю, Инохара Н, Бенито А, Чен ФФ, Ямаока С, Нуньес Г (2001). «Nod2, член семейства Nod1/Apaf-1, который ограничен моноцитами и активирует NF-каппаВ» . J Биол Хим . 276 (7): 4812–8. дои : 10.1074/jbc.M008072200 . ПМИД 11087742 .
^ Jump up to: ^а ^б Инохара Н, Огура Й, Чен ФФ, Муто А, Нуньес Г (2001). «Человеческий Nod1 обеспечивает чувствительность к бактериальным липополисахаридам» . J Биол Хим . 276 (4): 2551–4. дои : 10.1074/jbc.M009728200 . ПМИД 11058605 .
^ Шоу М.Х., Реймер Т., Ким Ю.Г., Нуньес Г. (2008). «NOD-подобные рецепторы (NLR): настоящие внутриклеточные микробные сенсоры» . Курр Опин Иммунол . 20 (4): 377–82. дои : 10.1016/j.coi.2008.06.001 . ПМЦ 2572576 . ПМИД 18585455 .
^ Jump up to: ^а ^б Тинг Дж.П., Ловеринг Р.К., Алнемри Э.С., Бертин Дж., Босс Дж.М., Дэвис Б.К. и др. (2008). «Семейство генов NLR: стандартная номенклатура» . Иммунитет . 28 (3): 285–7. doi : 10.1016/j.immuni.2008.02.005 . ПМЦ 2630772 . ПМИД 18341998 .
^ Таттоли И., Карнейро Л.А., Жеханно М., Магальяйнс Дж.Г., Шу Ю., Филпотт Д.Д. и др. (2008). «NLRX1 представляет собой митохондриальный NOD-подобный рецептор, который усиливает пути NF-kappaB и JNK, индуцируя выработку активных форм кислорода» . Представитель ЭМБО . 9 (3): 293–300. дои : 10.1038/sj.embor.7401161 . ПМК 2267388 . ПМИД 18219313 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шредер К., Чопп Дж (2010). «Инфламмасомы» . Клетка . 140 (6): 821–32. дои : 10.1016/j.cell.2010.01.040 . ПМИД 20303873 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чен Дж., Шоу М.Х., Ким Ю.Г., Нуньес Дж. (2009). «NOD-подобные рецепторы: роль во врожденном иммунитете и воспалительных заболеваниях». Анну Рев Патол . 4 : 365–98. doi : 10.1146/annurev.pathol.4.110807.092239 . ПМИД 18928408 .
^ Пак Дж.Х., Ким Ю.Г., Макдональд С., Каннеганти Т.Д., Хасегава М., Боди-Малапел М. и др. (2007). «RICK/RIP2 опосредует врожденные иммунные реакции, индуцированные через Nod1 и Nod2, но не через TLR» . Дж Иммунол . 178 (4): 2380–6. дои : 10.4049/jimmunol.178.4.2380 . ПМИД 17277144 .
^ Хасегава М., Фудзимото Ю., Лукас П.С., Накано Х., Фукасе К., Нуньес Г. и др. (2008). «Критическая роль полиубиквитинирования RICK/RIP2 в Nod-индуцированной активации NF-kappaB» . ЭМБО Дж. 27 (2): 373–83. дои : 10.1038/sj.emboj.7601962 . ПМЦ 2234345 . ПМИД 18079694 .
^ Канто Э., Рикарт Э., Бускетс Д., Монфорт Д., Гарсиа-Планелла Э., Гонсалес Д. и др. (2007). «Влияние полиморфизма домена олигомеризации нуклеотидов 1 (NOD1) и мутантных аллелей NOD2 на фенотип болезни Крона» . Мир Дж Гастроэнтерол . 13 (41): 5446–53. дои : 10.3748/wjg.v13.i41.5446 . ПМЦ 4171278 . ПМИД 17907287 .
^ Окафудзи И., Нисикомори Р., Канадзава Н., Камбе Н., Фудзисава А., Ямадзаки С. и др. (2009). «Роль генотипа NOD2 в клиническом фенотипе синдрома Блау и саркоидоза с ранним началом». Ревмирующий артрит . 60 (1): 242–50. дои : 10.1002/арт.24134 . hdl : 2433/124253 . ПМИД 19116920 .
^ Шринивасула С.М., Пойет Дж.Л., Размара М., Датта П., Чжан З., Алнемри Э.С. (2002). «Белок PYRIN-CARD ASC является активирующим адаптером каспазы-1» . J Биол Хим . 277 (24): 21119–22. дои : 10.1074/jbc.C200179200 . ПМИД 11967258 .
^ Хоффман Х.М., Мюллер Дж.Л., Бройд Д.Х., Вандерер А.А., Колоднер Р.Д. (2001). «Мутация нового гена, кодирующего предполагаемый пиринподобный белок, вызывает семейный холодовой аутовоспалительный синдром и синдром Макла-Уэллса» . Нат Жене . 29 (3): 301–5. дои : 10.1038/ng756 . ПМК 4322000 . ПМИД 11687797 .
^ Кубота Т., Койке Р. (2007). «[Биологические и клинические аспекты синдрома Макла-Уэллса]» . Нихон Риншо Менеки Гаккай Кайши 30 (2): 114–22. дои : 10.2177/jsci.30.114 . ПМИД 17473514 .

Внешние ссылки

PTHR14074 ( фильтр для человека )

[Role_of_Sugar-1] Махла, Ранджит (2013). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Фронт Иммунол . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .

[2] Махла Р.С., Редди MC, Прасад Д.В., Кумар Х (сентябрь 2013 г.). «Подслащивающие PAMP: роль PAMP в комплексе с сахаром во врожденном иммунитете и биологии вакцин» . Границы в иммунологии . 4 : 248. дои : 10.3389/fimmu.2013.00248 . ПМЦ 3759294 . ПМИД 24032031 .

[pmid19120480-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Франки Л., Уорнер Н., Виани К., Нуньес Дж. (2009). «Функция Nod-подобных рецепторов в распознавании микроорганизмов и защите хозяина» . Иммунол Рев . 227 (1): 106–28. дои : 10.1111/j.1600-065X.2008.00734.x . ПМЦ 2679989 . ПМИД 19120480 .

[pmid11087742-4] Огура Ю, Инохара Н, Бенито А, Чен ФФ, Ямаока С, Нуньес Г (2001). «Nod2, член семейства Nod1/Apaf-1, который ограничен моноцитами и активирует NF-каппаВ» . J Биол Хим . 276 (7): 4812–8. дои : 10.1074/jbc.M008072200 . ПМИД 11087742 .

[pmid11058605-5] Jump up to: ^а ^б Инохара Н, Огура Й, Чен ФФ, Муто А, Нуньес Г (2001). «Человеческий Nod1 обеспечивает чувствительность к бактериальным липополисахаридам» . J Биол Хим . 276 (4): 2551–4. дои : 10.1074/jbc.M009728200 . ПМИД 11058605 .

[pmid18585455-6] Шоу М.Х., Реймер Т., Ким Ю.Г., Нуньес Г. (2008). «NOD-подобные рецепторы (NLR): настоящие внутриклеточные микробные сенсоры» . Курр Опин Иммунол . 20 (4): 377–82. дои : 10.1016/j.coi.2008.06.001 . ПМЦ 2572576 . ПМИД 18585455 .

[pmid18341998-7] Jump up to: ^а ^б Тинг Дж.П., Ловеринг Р.К., Алнемри Э.С., Бертин Дж., Босс Дж.М., Дэвис Б.К. и др. (2008). «Семейство генов NLR: стандартная номенклатура» . Иммунитет . 28 (3): 285–7. doi : 10.1016/j.immuni.2008.02.005 . ПМЦ 2630772 . ПМИД 18341998 .

[pmid18219313-8] Таттоли И., Карнейро Л.А., Жеханно М., Магальяйнс Дж.Г., Шу Ю., Филпотт Д.Д. и др. (2008). «NLRX1 представляет собой митохондриальный NOD-подобный рецептор, который усиливает пути NF-kappaB и JNK, индуцируя выработку активных форм кислорода» . Представитель ЭМБО . 9 (3): 293–300. дои : 10.1038/sj.embor.7401161 . ПМК 2267388 . ПМИД 18219313 .

[pmid20303873-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Шредер К., Чопп Дж (2010). «Инфламмасомы» . Клетка . 140 (6): 821–32. дои : 10.1016/j.cell.2010.01.040 . ПМИД 20303873 .

[pmid18928408-10] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Чен Дж., Шоу М.Х., Ким Ю.Г., Нуньес Дж. (2009). «NOD-подобные рецепторы: роль во врожденном иммунитете и воспалительных заболеваниях». Анну Рев Патол . 4 : 365–98. doi : 10.1146/annurev.pathol.4.110807.092239 . ПМИД 18928408 .

[pmid17277144-11] Пак Дж.Х., Ким Ю.Г., Макдональд С., Каннеганти Т.Д., Хасегава М., Боди-Малапел М. и др. (2007). «RICK/RIP2 опосредует врожденные иммунные реакции, индуцированные через Nod1 и Nod2, но не через TLR» . Дж Иммунол . 178 (4): 2380–6. дои : 10.4049/jimmunol.178.4.2380 . ПМИД 17277144 .

[pmid18079694-12] Хасегава М., Фудзимото Ю., Лукас П.С., Накано Х., Фукасе К., Нуньес Г. и др. (2008). «Критическая роль полиубиквитинирования RICK/RIP2 в Nod-индуцированной активации NF-kappaB» . ЭМБО Дж. 27 (2): 373–83. дои : 10.1038/sj.emboj.7601962 . ПМЦ 2234345 . ПМИД 18079694 .

[pmid17907287-13] Канто Э., Рикарт Э., Бускетс Д., Монфорт Д., Гарсиа-Планелла Э., Гонсалес Д. и др. (2007). «Влияние полиморфизма домена олигомеризации нуклеотидов 1 (NOD1) и мутантных аллелей NOD2 на фенотип болезни Крона» . Мир Дж Гастроэнтерол . 13 (41): 5446–53. дои : 10.3748/wjg.v13.i41.5446 . ПМЦ 4171278 . ПМИД 17907287 .

[pmid19116920-14] Окафудзи И., Нисикомори Р., Канадзава Н., Камбе Н., Фудзисава А., Ямадзаки С. и др. (2009). «Роль генотипа NOD2 в клиническом фенотипе синдрома Блау и саркоидоза с ранним началом». Ревмирующий артрит . 60 (1): 242–50. дои : 10.1002/арт.24134 . hdl : 2433/124253 . ПМИД 19116920 .

[pmid11967258-15] Шринивасула С.М., Пойет Дж.Л., Размара М., Датта П., Чжан З., Алнемри Э.С. (2002). «Белок PYRIN-CARD ASC является активирующим адаптером каспазы-1» . J Биол Хим . 277 (24): 21119–22. дои : 10.1074/jbc.C200179200 . ПМИД 11967258 .

[pmid11687797-16] Хоффман Х.М., Мюллер Дж.Л., Бройд Д.Х., Вандерер А.А., Колоднер Р.Д. (2001). «Мутация нового гена, кодирующего предполагаемый пиринподобный белок, вызывает семейный холодовой аутовоспалительный синдром и синдром Макла-Уэллса» . Нат Жене . 29 (3): 301–5. дои : 10.1038/ng756 . ПМК 4322000 . ПМИД 11687797 .

[pmid17473514-17] Кубота Т., Койке Р. (2007). «[Биологические и клинические аспекты синдрома Макла-Уэллса]» . Нихон Риншо Менеки Гаккай Кайши 30 (2): 114–22. дои : 10.2177/jsci.30.114 . ПМИД 17473514 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

v т и Врожденная иммунная система : рецепторы распознавания образов.
Membrane-bound_PRRs	Toll-like receptor Mannose receptor Formyl peptide receptor Scavenger receptor Complement receptor
Cytoplasmic_PRRs	NOD-like receptor RIG-I-like receptor RIG-I MDA5 LGP2
Secreted_PRRs	Collectin
Other/ungrouped	Immunophilins (Cyclophilin)

v т и NOD-подобных рецепторов Семейство
CARD domain containing	NOD1/NLRC1 NOD2/NLRC2 NLRC3 NLRC4 NLRC5
Pyrin domain containing	NLRP1 NLRP2 NLRP3 NLRP4 NLRP5 NLRP6 NLRP7 NLRP8 NLRP9 NLRP10 NLRP11 NLRP12 NLRP13 NLRP14
Apoptosis inhibitory protein	NAIP
Family member X1	NLRX1