Корецептор
Корецептор — рецептор клітинної поверхні, який зв'язує сигнальну молекулу (ліганд) на додаток до первинного рецептора для полегшення розпізнавання ліганду, посилення сигналінгу та ініціації біологічних процесів (зокрема, проникнення патогенів у клітину-хазяїна)[1].
Властивості
Термін «корецептор» стосується мембранних рецепторів, що беруть участь у сигнальній трансдукції — процесі, за допомогою якого зовнішні сигнали регулюють внутрішньоклітинне функціонування[2].
Передача позаклітинних сигналів за участю корецепторів може відбуватися за двома основними механізмами:
- Рецептори клітинної поверхні передають сигнал безпосередньо через власні серин/треонінові або тирозинкіназні домени, чи за допомогою молекул-адаптерів.
- Поверхневі рецептори без цитоплазматичного домену зв'язують ліганд та утворюють комплекс із основним сигнальним рецептором для регуляції каскаду[1]. Саме такі допоміжні молекули в біомедицині та імунології називають корецепторами.
Більшість корецепторів є білками з великими позаклітинними доменами (що становлять 76–100% молекули), які відповідають за зв'язування ліганду та утворення мультибілкових комплексів[1][3]. Завдяки різноманітності структурних мотивів (повтори EGF, цистеїнові залишки, глікозаміноглікани) корецептори здатні взаємодіяти з кількома різними лігандами. Зазвичай вони не мають власної кіназної активності та закріплені в мембрані за допомогою глікозилфосфатидилінозитольного (GPI) якоря або коротких трансмембранних доменів[1].
Локалізація та функції
Залежно від типу ліганду та тканини функціональна роль корецепторів змінюється. Серед їхніх лігандів — інтерлейкіни, нейротрофічні фактори, фактори росту фібробластів, трансформуючі фактори росту (TGF-β), фактори росту ендотелію судин (VEGF) та епідермальний фактор росту (EGF)[3].
Корецептори відіграють важливу роль в ембріогенезі (формування градієнтів морфогенів, диференціація тканин), а також регулюють проліферацію, міграцію, клітинну адгезію та міжклітинний сигналінг дорослого організму[1].
Класичні приклади
Сімейство CD
Білкові корецептори сімейства CD (cluster of differentiation) широко представлені на мембранах імунних клітин[4].
Класичним прикладом є корецептор CD4 на Т-лімфоцитах, який взаємодіє з молекулами головного комплексу гістосумісності II класу (MHC-II) у комплексі з Т-клітинним рецептором (TCR)[5]. Це зв'язування регулює активацію або апоптоз Т-клітин[6].
Крім того, CD4 слугує основним поверхневим рецептором для зв'язування вірусного глікопротеїну gp120 при інфікуванні ВІЛ. Костимуляторна молекула CD28 діє як додатковий корецептор, підсилюючи секрецію IL-2.
Сімейство рецепторів CCR
Хемокінові рецептори сімейства CCR належать до родини рецепторів, спряжених із G-білками (GPCR), і виявляються на імунних та нервових клітинах[7].
Рецептор CCR5 (а також CXCR4) є основним корецептором, який ВІЛ використовує для проникнення в Т-клітини та макрофаги після первинного зв'язування з CD4[7][8]. Поодинокі штами ВІЛ можуть також використовувати корецептори CCR2b, CCR3 та CCR8.
Клінічне значення
Спадкові захворювання
- Мутації в гені корецептора LRP5 (пов'язаного з сигнальним шляхом Wnt) призводять до порушень кісткової маси — остеопорозу або, при функціональних мутаціях першого β-пропелера, до остеопетрозу[9].
- Мутації у корецепторі Cryptic викликають порушення асиметрії розташування внутрішніх органів (situs inversus)[1].
- Мутації втрати функції гена корецептора Glypican 3 пов'язані з синдромом Симпсона — Голобі — Бемеля (гігантизмом)[1].
Рак та ангіогенез
- Молекула адгезії CEACAM1 та сімейство корецепторів нейропілінів беруть участь у стимуляції ангіогенезу та росту пухлин через взаємодію з рецепторами VEGF[10].
- CD109 виступає негативним регулятором рецепторів TGF-β, стимулюючи їх інтерналізацію шляхом ендоцитозу та стримуючи пухлинну міграцію[11].
- Корецептори синдекани (1 та 4) залучені у патогенез раку шийки матки, молочної залози та товстої кишки[1].
Інфекційні хвороби
- При ВІЛ-інфекції перехід вірусу від використання корецептора CCR5 до CXCR4 є маркером прогресування захворювання та настання стадії імунодефіциту[12].
- Для проникнення вірусу гепатиту С у гепатоцити необхідна наявність корецептора CD81 та білка щільних контактів клаудину-1 (CLDN1)[13].
Блокада корецепторів у терапії
Блокування корецепторів CD4 за допомогою моноклональних антитіл є перспективним напрямом пригнічення патологічної активації Т-клітин під час лікування автоімунних захворювань[14].
Сучасні напрямки досліджень
Основними напрямками наукових досліджень корецепторів є розробка методів лікування ВІЛ-інфекції та онкологічних захворювань.
ВІЛ-інфекція
Більшість досліджень зосереджена на ролі корецептора CCR5 та його структурного гомолога CXCR4. Вчені вивчають механізми переключення вірусу між цими корецепторами, а також розробку моноклональних антитіл, які здатні блокувати CCR5 та стимулювати виділення інгібуючих β-хемокінів для запобігання інфікуванню нових клітин[12].
Онкологія та імунотерапія
У дослідженнях ракових захворювань вивчають корецептори факторів росту, зокрема TGF-β та ендоглін, експресія якого на поверхні пухлинних клітин корелює з їхньою пластичністю та агресивністю. Також вивчається роль корецепторів сімейства p75 (наприклад, сортіліну) у регуляції виживання клітин та їхній взаємодії з природними кілерами (NK-клітинами), що є важливим напрямом розвитку імунотерапії пухлин.
Див. також
Примітки
- ↑ а б в г д е ж и Kirkbride, K.C., Ray, B.N., Blobe, G.C. (2005). "Cell-surface co-receptors: emerging roles in signaling and human disease". Trends Biochem. Sci. 30 (11): 611–21. doi:10.1016/j.tibs.2005.09.003. PMID 16185874.
- ↑ Gomperts, B.D., Kramer, I.M., Tatham, P.E.R. (2002). Signal Transduction. Academic Press. ISBN 0-12-289631-9.
- ↑ а б Guo D., Jia Q. et al. (1995). "Vascular endothelial cell growth factor promotes tyrosine phosphorylation of mediators of signal transduction". J. Biol. Chem. 270 (12): 6729–6733.
- ↑ Bobbitt, K.R., Justement, L.B. (2000). Regulation of MHC class II signal transduction by the B cell coreceptors CD19 and CD22.
- ↑ Wang, J. et al. (2001). "Crystal structure of the human CD4 N-terminal two-domain fragment complexed to a class II MHC molecule". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98 (19): 10799–10804.
- ↑ Boehme, S.A., Zheng, L., Lenardo, M.J. (1995). "Analysis of the CD4 coreceptor and activation-induced costimulatory molecules in antigen-mediated mature T lymphocyte death". J. Immunol. 155: 1703–1712.
- ↑ а б Berson, J.F., Doms, R.W. (1998). "Structure-function studies of the HIV-1 coreceptors". Semin. Immunol. 10: 237–248.
- ↑ Bleul, C.C. et al. (1996). "The HIV receptors CXCR4 and CCR5 are differentially expressed and regulated on human T-cells". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94: 1925–1930.
- ↑ Sawakami, K. et al. (2006). "The Wnt co-receptor LRP5 is essential for skeletal mechanotransduction". J. Biol. Chem. 281 (33): 23698–23711.
- ↑ Nouvion, A.L. et al. (2010). "CEACAM1: a key regulator of vascular permeability". J. Cell Sci. 123 (24): 4221–4230.
- ↑ Bizet, A.A. et al. (2011). "The TGF-β co-receptor, CD109, promotes internalization and degradation of TGF-β receptors". Biochim. Biophys. Acta. 1813 (4): 742–753.
- ↑ а б Mariani, S.A., Vicenzi, E., Poli, G. (2011). "Asymmetric HIV-1 co-receptor use and replication in CD4(+) T lymphocytes". J. Transl. Med. 9 (1): S8.
- ↑ Evans, M.J. et al. (2007). "Claudin-1 is a hepatitis C virus co-receptor required for a late step in entry". Nature. 446 (7137): 801–805.
- ↑ Waldmann, H., Adams, E., Cobbold, S. (2008). "Reprogramming the immune system: co-receptor blockade as a paradigm for harnessing tolerance mechanisms". Immunol. Rev. 223: 361–370.
Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).