Лектины и лектиноподибни рецепторы. Часто функцию распознавания молекулярных паттернов выполняют лектины и лектиноподибни_рецепторы. Эти рецепторы специализирующихся на распознавании углеводных остатков в структуре биополимеров. Следует отметить, что связывание углеводных остатков лектинами может быть важным не только для распознавания патогенных микроорганизмов, но и для межклеточного взаимодействия.

 

Элементарной функциональной единицей таких рецепторов является лектиновий или лектиноподибний домен С-типа. Лектиновий домен состоит примерно из 120 аминокислотных остатков и очень консервативным, т.е. лектинов домены, входящие в состав различных белков, очень сходны по первичной и пространственной структурой. Этот домен входит в состав примерно 5% лейкоцитарных рецепторов. Характерной особенностью лектинових доменов, что отличает их от лектиноподибних доменов, является способность к связыванию с лигандами только при наличии ионов кальция. К лектинов С-типа относятся такие рецепторы системы неспецифической защиты, как колектины, а также некоторые нши белки, например манозний рецептор макрофагов.

 

Интересно, что лектиновий домен С-типа может входить в состав рецепторов, которые не участвуют в иммунном распознавании, например, в состав селектин. Селектина и колектины - большие группы родственных белков, которые выполняют совершенно разные функции. Селектина экспрессируются на лейкоцитах различных типов и участвуют в клеточной адгезии и межклеточного взаимодействия. Они предопределяют взаимодействие лейкоцитов с эндотелием сосудов, благодаря чему контролируют миграцию лейкоцитов в разные органы и в места воспаления. Селектина взаимодействуют с углеводными остатками различных гликопротеинов лейкоцитов и эндотелиальных клеток (например, с антигеном Льюиса). Функцию этих белков подробно рассмотрены в разделах, посвященных рециркуляции, развития и миграции клеток иммунной системы.

 

Колектины (коллагеновые лектины) специализируются на распознавании патогенных микроорганизмов и играют важную роль в защите организма от инфекций. В отличие от селектина колектины не связаны с мембраной лейкоцитов, а находятся в растворимой форме. На поверхности многих лейкоцитов имеются рецепторы к колектинив, что свидетельствует о том, что колектины могут выполнять функцию опсонины и усиливать фагоцитоз. Колектины способны также активировать комплемент. Этот путь активации комплемента открытый достаточно недавно и назван лектиновим путем. Колектины представляют собой гомоолигомеры, состоящие из нескольких одинаковых субъединиц. Каждая субъединица состоит из трех полипептидных цепей, каждый из которых содержит С-концевой лектиновий домен и колагеноподибний «хвост». Поэтому структура каждой субъединицы напоминает косу с хвостиком или букет цветов, в которых переплетены стебелька (рис. 56). Сейчас известно несколько представителей колектинив, участвующих в процессах естественной защиты: сывороточный белок, который связывает маннозу (МВР - от англ. Mannose-binding protein), и сурфактанты легких (SP-А и SP-D). В известной мере к колектинив можно отнести первый фактор активации комплемента C1q. Белки МВР и SP-A состоят из трех расположенных в форме букета субъединиц, причем все лектинов домены размещаются на одном конце молекул. Сурфактант SPD состоит из четырех субъединиц и имеет крестообразную структуру (рис. 57). Колектины распознают остатки углеводов в составе гликоконьюгатив на поверхности клеток микроорганизмов и вирусных частиц. Например, лектины домены колектинив взаимодействуют с остатками D-маннозы, N-ацетил-D-глюкозамина и L-фукозы. Взаимодействие одного лектинового домена со своим лигандом характеризуется невысокой афинностью (константа диссоциации составляет примерно 2 мМ). Однако суммарная звиднисть взаимодействия всех доменов значительно больше. Это дает коллективам возможность распознавать с высокой эффективностью клеточные стенки бактерий и вирусные капсиды.

 

Почему же селектина взаимодействуют с клетками собственного организма, а колектины связывают потенциальные патогены? Избирательность взаимодействия селектин и колектинив объясняется особенностями строения их молекул и плотностью лигандов к ним на клеточной поверхности. В коллективах несколько лектинових доменов размещены в одной плоскости на фиксированном расстоянии друг от друга. Это позволяет колектинам взаимодействовать с высокой звиднистю с клеточными стенками микроорганизмов и вирусными капсид, в которых эти углеводороды остатки характеризуются жестких размещением с определенной периодичностью. С клетками собственного организма колектины, наоборот, взаимодействуют слабо, поскольку на их мембранах углеводороды остатки имеют меньшую плотность, входят в состав различных молекул гликопротеинов, которые, к тому же, могут перемещаться в плоскости мембраны. В отличие от колектинив селектина имеют только один лектиновий домен. Поэтому каждая молекула селектина должна найти именно свой лиганд на мембранах соответствующих клеток собственного организма.

 

Связывание колектинив с клеточными стенками микроорганизмов обеспечивает распознавание этих инфекционных агентов и их фагоцитоз макрофагами и гранулоцитами. Кроме того, МВР и C1q, связанные с клеточными стенками, могут активировать комплемент. Сурфактанты легких опосредствуют агглютинацию микроорганизмов и вывода их с мокротой. Колектины имеют широкую специфичность к целому спектру патогенных микроорганизмов. Например, МВР способен связывать клетки Escherichia, Salmonella, Mcobacterium, Candida Cryptococcus. Сурфактанты легких связывают клетки Haemophilus, Streptococcus, Klebsiella, Escherichia Pneumocystis. C1q в свободной форме (т.е. без взаимодействия с антителом) может связываться с поверхностью микоплазм и некоторых ретровирусов.

 

Важным представителем лектинов С-типа является манозний рецептор макрофагов. В отличие от колектинив, состоящие из нескольких полипептидных цепей, каждый из которых несет по одному лектиновому домена, манозний рецептор макрофагов представлен одним полипептидной цепи, по всей длине которого один за другим юзмищено несколько лектинових доменов. Как и в МВР, лектины домены манозного рецептора специфичные для остатков D-маннозы,  ацетил -глюкозамина и L-фукозы. Манозний рецептор макрофагов приводит распознавания и фагоцитоз макрофагами многих патогенов.

 

Часть лейкоцитарных рецепторов имеют лектиноподибни домены. Такие домены входят в состав рецепторов натуральных киллеров (НК-клеток) и некоторых типов Fс-рецепторов.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+