Ко-рецептор
Совместный рецептор -это рецептор клеточной поверхности , который связывает сигнальную молекулу в дополнение к первичному рецептору, чтобы облегчить распознавание лигандов и инициировать биологические процессы, такие как проникновение патогена в клетку-хозяин.
Характеристики
[ редактировать ]Термин «со-рецептор» является заметным в литературе, касающейся трансдукции сигнала , процесс, посредством которого внешние стимулы регулируют внутреннее функционирование клеток. [ 1 ] Ключ к оптимальному клеточному функционированию сохраняется путем обладания конкретным механизмом, который может выполнять задачи эффективно и эффективно. В частности, процесс, посредством которого межмолекулярные реакции вперед и усиливают внеклеточные сигналы по всей поверхности клетки, развивался для двух механизмов. Во -первых, рецепторы клеточной поверхности могут непосредственно транслировать сигналы, обладая как серином , так и треонином или просто серином в цитоплазматическом домене. Они также могут передавать сигналы через молекулы адаптера через свой цитоплазматический домен, который связывается с сигнальными мотивами. Во -вторых, некоторые поверхностные рецепторы, в которых отсутствует цитоплазматический домен, могут трансдуцироваться сигналы с помощью связывания лиганда. Как только поверхностный рецептор связывает лиганд, он образует комплекс с соответствующим поверхностным рецептором для регулирования передачи сигналов. [ 2 ] Эти категории рецепторов клеточной поверхности заметно называются со-рецепторами. Совместные рецепторы также называются аксессуальными рецепторами, особенно в областях биомедицинских исследований и иммунологии. [ 1 ]
Корецепторы-это белки, которые поддерживают трехмерную структуру. Большие внеклеточные домены составляют приблизительно 76–100% рецептора. [ 2 ] Мотивы, которые составляют большие внеклеточные домены, участвуют в связывании лиганда и сложном образовании. [ 3 ] Мотивы могут включать гликозаминогликаны , повторения EGF, остатки цистеина или домены ZP-1. [ 2 ] Разнообразие мотивов приводит к тому, что совместные рецепторы могут взаимодействовать с двумя-девятью различными лигандами, которые сами также могут взаимодействовать с рядом различных корецепторов. [ 2 ] У большинства совместных рецепторов отсутствует цитоплазматический домен и, как правило, идентифицируется, хотя было идентифицировано несколько рецепторов, которые содержат короткие цитоплазматические домены, у которых не хватает внутренней киназной активности. [ 2 ]
Локализация и функция
[ редактировать ]В зависимости от типа лиганда, который связывает ко-рецептор, его местоположение и функция могут варьироваться. Различные лиганды включают интерлейкины , нейротрофические факторы , факторы роста фибробластов , трансформирующие факторы роста , сосудистые эндотелиальные факторы роста и эпидермальные факторы роста . [ 3 ] Совместные рецепторы, заметные в эмбриональной ткани, играют важную роль в образовании градиента морфогена или дифференцировке тканей. [ 2 ] Совместные рецепторы, локализованные в эндотелиальных клетках, функционируют, чтобы усилить пролиферацию клеток и миграцию клеток . [ 3 ] С таким разнообразием в отношении местоположения, совместные рецепторы могут участвовать во многих различных клеточных активностях. Совместные рецепторы были идентифицированы как участники каскадов передачи сигналов клеток, эмбрионального развития, регуляции клеточной адгезии, образования градиента, пролиферации тканей и миграции. [ 2 ]
Некоторые классические примеры
[ редактировать ]CD Family
[ редактировать ]Семейство CD Co-Receptors представляет собой хорошо изученную группу внеклеточных рецепторов, обнаруженных в иммунологических клетках. [ 4 ] Семейство рецепторов CD, как правило, действует как совместные рецепторы, иллюстрируемые классическим примером CD4, действующего в качестве совместного рецептора с рецептором Т-клеток (TCR) для связывания основного комплекса гистосовместимости II (MHC-II). [ 5 ] Это связывание особенно хорошо изучено в Т-клетках, где оно служит для активации Т-клеток, которые находятся в их фазе покоя (или неактивной) и вызывают активные циклические Т-клетки, подвергаются запрограммированной гибели клеток . Boehme et al. продемонстрировал этот интересный двойной результат, блокируя связывание CD4 с MHC-II, что предотвратило запрограммированную реакцию гибели клеток, которая обычно отображает активные Т-клетки. [ 6 ] Рецептор CD4 состоит из четырех конкатамеризованных Ig-подобных доменов и прикрепляется к клеточной мембране одним трансмембранным доменом . Рецепторы семейства CD, как правило, являются мономерами или димерами , хотя все они в основном являются внеклеточными белками. Рецептор CD4, в частности, взаимодействует с мышиной MHC-II, следуя модели «шариковые на панели», где мяч PHE-43 вписывается в консервативные гидрофобные остатки домена α2 и β2. [ 5 ] Во время связывания с MHC-II CD4 сохраняет независимую структуру и не образует никаких связей с рецептором TCR.
Члены CD-семейства ко-рецепторов имеют широкий спектр функций. Помимо участия в формировании комплекса с MHC-II с TCR для контрольной T-клеточной судьбы, рецептор CD4 печально известен первичным рецептором, с которым GP120 ВИЧ связывается. [ 6 ] Для сравнения, CD28 действует как «корецептор» (костимуляторный рецептор) для связывания MHC-II с TCR и CD4. CD28 увеличивает секрецию IL-2 из Т-клеток, если он участвует в начальной активации; Тем не менее, блокировка CD28 не влияет на запрограммированную гибель клеток после активации Т-клеток. [ 6 ]
Семейство рецепторов CCR
[ редактировать ]Семейство рецепторов CCR представляет собой группу рецепторов, связанных с G-белком (GPCR), которые обычно действуют как хемокиновые рецепторы . Они в основном обнаруживаются на иммунологических клетках, особенно Т-клетках . [ 7 ] Рецепторы CCR также экспрессируются на нейрональных клетках, таких как дендриты и микроглия. [ 7 ] Возможно, наиболее известным и хорошо изученным из семейства CCR является CCR5 (и его ближний хомолог CXCR4 ), который действует в качестве основного со-рецептора для ВИЧ-вирусной инфекции. [ 7 ] [ 8 ] Гликопротеин GP120 Гликопротеина ВИЧ связывается с CD4 в качестве его первичного рецептора, затем CCR5 образует комплекс с CD4 и ВИЧ, что позволяет въезжать вируса в клетку. CCR5 не единственный член семейства CCR, который допускает ВИЧ -инфекцию. Из-за общности структур, обнаруженных во всем семействе, CCR2B , CCR3 и CCR8 могут использоваться некоторыми штаммами ВИЧ в качестве со-рецепторов для облегчения инфекции. CXCR4 очень похож на CCR5 в структуре. В то время как только некоторые штаммы ВИЧ могут использовать CCR2B, CCR3 и CCR8, все штаммы ВИЧ могут заражать через CCR5 и CXCR4. [ 7 ]
Известно, что CCR5 имеет сродство к воспалительному белке макрофагов (MIP) и, как считается, играет роль в воспалительных иммунологических реакциях. Основная роль этого рецептора менее понятна, чем его роль в ВИЧ -инфекции, поскольку реакции воспаления остаются плохо изученным аспектом иммунной системы. [ 7 ] [ 8 ] Сродство CCR5 к MIP вызывает у вас большой интерес к практическим применениям, таким как тканевая инженерия , где предпринимаются попытки контролировать воспалительные и иммунологические реакции хозяина на клеточном уровне передачи сигналов. Сродство к MIP использовалось in vitro для предотвращения ВИЧ-инфекции через конкуренцию лиганда; Тем не менее, эти ингибиторы входа провалились in vivo из-за высокоадаптивной природы проблем с ВИЧ и токсичности. [ 7 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Из-за их важности в передаче сигналов и регуляции клеток совместные рецепторы участвовали в ряде заболеваний и расстройств. на совместном рецепторе, Мыши, нокаутированные часто не могут развиваться, и такие нокауты, как правило, приводят к эмбриональной или перинатальной летальности. [ 2 ] В частности, в иммунологии термин «со-рецептор» часто описывает вторичный рецептор, используемый патогеном для получения доступа к клетке, или рецептора, который работает вместе с Т-клеточными рецепторами, такими как CD4, CD8 или CD28, для связывания или регулирования Т -клеточная активность каким -то образом. [ 2 ]
Унаследованные аутосомно-расстройства ко-рецепторов
[ редактировать ]Многие расстройства, связанные с ко-рецептором, возникают из-за мутаций в кодирующем гене рецептора. LRP5 (связанный с рецептором липопротеина низкой плотности белок 5) действует как со-рецептор для семейства Wnt гликопротеинов, которые регулируют костную массу. Неисправности в этом ко-рецепторе приводят к более низкой плотности кости и прочности, что способствует остеопорозу . [ 9 ]
Потеря функциональных мутаций в LRP5 была вовлечена в синдром остеопороза-псевдоглиомы, семейную экссудативную витреретинопатию и специфическую миссенс-мутацию в первой области β-пропеллера LRP5 может привести к нарушению высокой плотности кости или остеопетроза . [ 2 ] Мутации в LRP1 также были обнаружены в случаях семейной болезни Альцгеймера [ 2 ]
Потеря функциональных мутаций в загадочном договоре с рецептором может привести к расположению случайного органа из-за дефектов ориентации влево-правого развития. [ 2 ]
Считается, что в некоторых случаях гигантизм вызван потерей функции со глипикана 3 . -рецептора [ 2 ]
Рак
[ редактировать ]Молекула адгезии клеток-клеток карциноэмбрионального антигена-1 (CaeCAM1) представляет собой иммуноглобулиноподобный ко-рецептор, который помогает в клеточной адгезии в эпителиальных, эндотелиальных и гематопоэтических клетках и играет жизненно важную роль во время сосудизации и ангиогенеза связывающим фактором эндотелиального эндотелиального фактора эндотелиального фактора эндотелиального фактора роста). [ 10 ]
Ангиогенез важен в эмбриональном развитии, но это также фундаментальный процесс роста опухоли. Удаление гена у мышей CaeCAM1-/- приводит к снижению аномальной васкуляризации, наблюдаемой при раке, и снижают выработку оксида азота, что указывает на терапевтическую возможность посредством нацеливания на этот ген. [ 10 ] Семейство со-рецепторов нейропилина опосредует связывание VEGF в сочетании с сигнальными рецепторами VEGFR1 / VEGFR2 и плексином , а также играет роль в развитии сосудистого опухоли. [ 2 ]
CD109 действует как отрицательный регулятор рецептора фактора роста опухоли ( TGF-β ). После связывания TGF-β рецептор интернализуется посредством эндоцитоза посредством действия CD109, которое опускает передачу сигнала в клетку. [ 11 ] В этом случае корецептор функционирует критическим регуляторным режимом, чтобы уменьшить сигналы, которые инструктируют клетку расти и мигрировать-отличительные признаки рака. [ 11 ] В сочетании семейство со-рецепторов LRP также опосредует связывание TGF-β с различными мембранными рецепторами. [ 2 ]
Интерлейкины 1, 2 и 5 все полагаются на кокин-рецепторы, чтобы связываться с первичными рецепторами интерлейкина. [ 2 ]
Синдеканы 1 и 4 участвовали в различных типах рака, включая рак шейки матки, рак молочной железы, легких и толстой кишки, и аномальные уровни экспрессии были связаны с более низким прогнозом. [ 2 ]
ВИЧ
[ редактировать ]Чтобы заразить клетку, GP120 гликопротеина огибального гликопротеина вируса ВИЧ взаимодействует с CD4 (действующим в качестве первичного рецептора) и со-рецептором: CCR5 или CXCR4 . Это связывание приводит к слиянию мембраны и последующей внутриклеточной передаче сигналов, которая облегчает вирусную инвазию. [ 12 ] Приблизительно в половине всех случаев ВИЧ вирусы, использующие со-рецептор CCR5, по-видимому, способствуют немедленной инфекции и передаче, в то время как те, которые используют рецептор CXCR4, не присутствуют до последующего на иммунологически подавленной стадии заболевания. [ 12 ] Вирус часто переключается с использования CCR5 на CXCR4 в течение инфекции, которая служит индикатором для прогрессирования заболевания. [ 13 ] Недавние данные свидетельствуют о том, что некоторые формы ВИЧ также используют большой рецептор интегрина A4B7, чтобы способствовать повышению эффективности связывания в тканях слизистой оболочки. [ 13 ]
Гепатит 100
[ редактировать ]Вирус гепатита С требует CD81 корецептора для инфекции. Исследования показывают, что белок с плотным соединением Claudin-1 (CLDN1) также может играть роль в вводе HCV. [ 14 ] Аномалии семьи Клаудин также распространены при гепатоцеллюлярной карциноме, что может быть результатом инфекции ВПЧ . [ 14 ]
Блокада как лечение аутоиммунитета
[ редактировать ]Можно выполнить блокаду совместного рецептора CD4 с использованием антител , чтобы снизить активацию Т-клеток и противодействовать аутоиммунным расстройствам . [ 15 ] Эта блокада, по -видимому, вызывает «доминирующий» эффект, то есть после блокировки, Т -клетки не восстанавливают свою способность становиться активным. Затем этот эффект распространяется на нативные Т -клетки, которые затем переключаются на регуляторный фенотип CD4+CD25+GITR+FOXP3+T. [ 15 ]
Текущие области исследований
[ редактировать ]В настоящее время двумя наиболее известными областями исследований ко-рецепторов являются исследования, касающиеся ВИЧ и рака. Исследования по ВИЧ очень ориентированы на адаптацию штаммов ВИЧ к различным хозяинам. Исследования рака в основном сосредоточены на усилении иммунного ответа на опухолевые клетки, в то время как некоторые исследования также включают исследование рецепторов, экспрессируемых самими раковыми клетками.
ВИЧ
[ редактировать ]Большинство исследований по корецепторам на основе ВИЧ фокусируются на CCR5-рецепторе. Большинство штаммов ВИЧ используют рецептор CCR5. [ 16 ] Штаммы ВИЧ-2 также могут использовать рецептор CXCR4 [ 17 ] Хотя рецептор CCR5 более преимущественно нацелен на двух. Как CCR5, так и CXCR4-срецепторы представляют собой семиранс-мембранные (7TM) G-рецепторы, связанные с белком . [ 18 ] Различные штаммы ВИЧ работают на разных корецепторах, хотя вирус может переключаться на использование других корецепторов. [ 16 ] Например, рецепторы R5X4 могут стать доминирующей мишенью для со-рецептора ВИЧ в основных штаммах. ВИЧ-1 и ВИЧ-2 могут оба использовать CCR8 -сочетание. [ 17 ] Кроссовер целей совместного рецептора для разных штаммов и способность штаммов переходить от своего доминирующего корецептора может препятствовать клиническому лечению ВИЧ. Обработки, такие как WR321 MAB, могут ингибировать некоторые штаммы CCR5 ВИЧ-1, предотвращая клеточную инфекцию. [ 18 ] MAB вызывает высвобождение ВИЧ-1-ингибирующих B-хемокинов, предотвращая заражение других клеток.
Рак
[ редактировать ]Исследования, основанные на раке, включают в себя исследование фактора роста, активированных корецепторами, такими как трансформирования фактора роста ( TGF-β корецепторы ). Экспрессия эндоглина со-рецептора , который экспрессируется на поверхности опухолевых клеток, коррелирует с клеточной пластичностью и развитием опухолей. [ 19 ] Другим совместным рецептором TGF-β является CD8. [ 20 ] Хотя точный механизм до сих пор неизвестен, было показано, что CD8-корецепторы усиливают активацию Т-клеток и опосредованную TGF-β-опосредованным иммунным подавлением. Было показано, что TGF-β влияет на пластичность клеток с помощью интегрина и фокальной адгезии киназы. [ 19 ] Совместные рецепторы опухолевых клеток и их взаимодействие с Т-клетками обеспечивают важные соображения для иммунотерапии опухоли . Недавние исследования ко-рецепторов для p75 , таких как со-рецептор сортилин, участвуют в сортилин в связи с нейротрофинами , типом фактора роста нерва. [ 21 ] Было обнаружено, что рецептор P75 и со-рецепторы влияют на агрессивность опухолей, в частности, благодаря способности нейротрофинов спасать клетки от определенных форм гибели клеток. [ 22 ] Сортилин, ко-рецептор P75, был обнаружен в естественных клетках-киллерах , но только с низким уровнем нейротрофинного рецептора. [ 23 ] Считается, что соинтер-рецептор сортилин работает с нейротрофином гомолога, который также может вызвать нейротрофин изменять иммунный ответ.
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Gomperts, Bd.; Крамер, Им. Татхэм, пер. (2002). Сигнальная трансдукция. Академическая пресса. ISBN 0-12-289631-9 ISBN.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не а п Q. Kirkbridge, KC, Ray, BN, Blobe, GC (2005). «Совместные рецепторы клеточной поверхности: новые роли в передаче сигналов и заболевания человека». Тенденции Biochem. Наука 30 (11): 611–21. doi : 10.1016/j.tibs.2005.09.003 . PMID 16185874 .
- ^ Jump up to: а беременный в Го Д., Цзя Q. и др. (1995). «Фактор роста эндотелиальных клеток сосудистых эндотелиальных клеток способствует фосфорилированию тирозина медиаторов сигнальной трансдукции, которые содержат домены SH2 и ассоциируются с пролиферацией эндотелиальных клеток». J Biol Chem 270 (12): 6729–6733.
- ^ Bobbitt, KR, Justement, LB 2000. Регуляция передачи сигнала II класса MHC с помощью B -клеточных Cereceptors CD19 и CD22.
- ^ Jump up to: а беременный Wang, J., Meihers, R., Xiong, Y., Lui, J., Sakihama, T., Zhang, R., Joachimiak, A., Reinherz, EL 2001. Кристаллическая структура CD4 N-терминала человека. -Фрагмент домена в комплексе с молекулой MHC класса II. Прокурор Natl Acad Sci USA: Vol. 98, № 19, с. 10799-10804.
- ^ Jump up to: а беременный в Boehme, SA, Zheng, L., Lenardo, MJ 1995. Анализ корецептора CD4 и индуцированных активацией костимулирующих молекул при гибели зрелых Т-лимфоцитов, опосредованных антигеном. Журнал иммунологии. 155: 1703-1712.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Berson, JF, DOMS, RW 1998. Структурные исследования корецепторов ВИЧ-1. Семинары в иммунологии, вып. 10 стр. 237–248.
- ^ Jump up to: а беременный Bleul, CC, Wu, L., Hoxie, JA, Springer, TA, Mackay, CR 1996. ВИЧ-рецепторы CXCR4 и CCR5 дифференциально экспрессируются и регулируются на Т-клетках человека. Прокурор Нат. Академический Наука США. Тол. 94, стр. 1925–1930.
- ^ Sawakami, K., Robling, AG, AI, M., Pitner, ND, Liu, D., Warden, SJ, Li, J., Maye, P., Rowe, DW, Duncan, RL, Warman, ML, Тернер, Ч. (2006). «CO-рецептор WNT LRP5 необходим для скелетной механотрансдукции, но не для анаболического ответа кости на лечение гормоном паращитовидной железы». Дж. Биол. Химический 281 (33): 23698–711. doi : 10.1074/jbc.m601000200 . PMID 16790443 .
- ^ Jump up to: а беременный Nouvion, Al, Oubaha, M., Leblanc, S., Davis, EC, Jastro, H., Valley, R., R., Bron, v., Turbide, c., Send, Gratton, JP, Beauchemin, N 2010 (2010). "Ceacacacam1: ключевой регулятор проницаемости сосудов" J. Cell Sciss. 123 (24): 4221–30. два : 10.1242/jcs.073635 . PMID 21081647 .
- ^ Jump up to: а беременный Bizet, AA, Liu, K., Tran-Khanh, N., Saksena, A., Vorstenbosch, J., Finnson, KW, Buschmann, MD, Philip, A. (2011). «Ко-рецептор TGF-β CD109 способствует интернализации и деградации рецепторов TGF-β». Биохим. Биофиз. Акт. Epub опередил печати, опубликованную в феврале 2011 года. Doi : 10.1016/j.bbamcr.2011.01.028 . PMID 21295082 .
- ^ Jump up to: а беременный Mariani, SA, Vicenzi, E., Poli, G. (2011). «Асимметричное использование и репликацию по асимметричному ВИЧ-1 в CD4 (+) Т-лимфоцитах». J. перевод. Медик 9 (1): S8. Два : 10.1186/1479-5876-9-S1-S8 . PMID 21284907 .
- ^ Jump up to: а беременный Cicala, C., Arthos, J., Fauci, AS (2011). «Оболочка в ВИЧ-1, интегрины и использование совместного рецептора при передаче ВИЧ слизистой оболочки». J. перевод. Медик 9 (1): S2. Doi : 10.1186/1479-5876-9-S1-S2 . PMID 21284901 .
- ^ Jump up to: а беременный Эванс, MJ, Von Hahn, T., Tscherne, DM, Syder, AJ, Panis, M., Wölk, B., Hatziioannou, T., McKeating, JA, Bieniasz, PD , Rice, CM (2007). «Claudin-1-это корецептор вируса гепатита С, необходимый для позднего шага в входе». Природа. 446 (7137): 801–5. doi : 10.1038/nature05654 . PMID 17325668 .
- ^ Jump up to: а беременный Waldmann, H., Adams, E., Cobbold, S. (2008). «Перепрограммирование иммунной системы: блокада совместного рецептора в качестве парадигмы для использования механизмов толерантности». Иммунол. Rev. 223: 361–70. Два : 10.1111/j.1600-065x.2008.00632.x . PMID 18613847 .
- ^ Jump up to: а беременный Coetzer, M., Nedellec, R., Cilliers, T., Meyers, T., Morris, L., Mosier, DE (2011). Экстремальная генетическая дивергенция требуется для переключения корецептора в подтипе ВИЧ-1 C. Журнал синдромов приобретенного иммунного дефицита, 56, 9-15.
- ^ Jump up to: а беременный Calado, M., Matoso, P., Santos-Costa, Q., Spirit-Santo, M., Machado, J., Rosado, L., Antunes, F., Mansinho, K., Lopes, MM, Maltez, F., Santos-Ferreira, MO, Azevedo Pereira, JM (2010). Использование Кутера с помощью ВИЧ-1 и ВИЧ-2 первичных изолятов: актуальность приемника хемокинов CCR8 в качестве альтернативного коцептора. Вирусология, 408, 174-182.
- ^ Jump up to: а беременный Matyas, GR, Wieczorek, L., Bansal, D., Chenine, A., Sanders-Buell, E., Tovanabutra, S., Kim, JH, Polonis, V., Alving, CR (2010). Ингибирование инфекции ВИЧ-1 мононуклеарных клеток периферической крови моноклональным антителом, которое связывается с фосфоинозитидами и индуцирует секрецию бета-хемокинов. Биохимическая и биофизическая исследовательская связь, 402, 808-812.
- ^ Jump up to: а беременный Pardali, E. van der Schaft, Dwj, Wiercinska, E., Gorter, A., Hogendoorn, PCW, Griffioen, AW, Ten Dijke, P. (2011). Полем Онкогенный, 30, 334-345.
- ^ Zloza, A., Jagoda, MC, Lyons, GE, Graves, MC, Kohlhapp, FJ, O'Sullivan, JA, Lacek, AT, Nishimura, Mi, Guevara-Patino, JA (2011). Совместный рецептор CD8 способствует восприимчивости к CD8 (+) Т-клеткам к преобразующему фактору роста-бета-бета (TGF-бета), опосредованного подавлением, опосредованным. Иммунотерапия рака, 60, 291-297.
- ^ Bartkowska, K., Turlejski, K., Djavadian, RL (2010). Нейротрофины и их рецепторы в раннем развитии нервной системы млекопитающих. Acta Neurobiologiae Experimentalis (Warsaw), 70, 454-467.
- ^ Bassili, M., Birman, E., Schor, NF, Saragovi, Hu (2010). Дифференциальные роли рецепторов нейротрофина TRK и P75 в онкогенезе и хеморезистентности ex vivo и in vivo. Химиотерапия рака и фармакология, 65, 1047-1056.
- ^ Rogers, M., Bailey, S., Matusica, D., Nicholson, I., Muyderman, H., Pagadala, PC, Neet, Ke, Zola, H., Macardle, P., Rush, RA (2010) Полем PRONGF опосредует смерть природных клеток-убийц посредством активации комплекса P75NTR-Sortilin. Журнал нейроиммунологии, 226, 93-103.