Chemokiny
Chemokiny, cytokiny chemotaktyczne – występująca u wszystkich kręgowców oraz niektórych wirusów i bakterii, rodzina kilkudziesięciu niskocząsteczkowych białek, należących do cytokin, która odgrywa ważną rolę w wielu procesach chorobowych, ale także w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu. W procesach zapalnych, chemokiny są niezbędne, bo poprzez receptory chemokin działają chemotaksyjnie oraz wpływają na migrację komórek układu immunologicznego w tkankach. Działanie fizjologiczne chemokin stwierdzono między innymi w: stymulacji i migracji różnych populacji leukocytów, odporności przeciwzakaźnej, hemo- i limfopoezie, embriogenezie, organogenezie, regulacji apoptozy i angiogenezy.
Funkcja
[edytuj | edytuj kod]Pod względem funkcji, można wyróżnić chemokiny o działaniu:
- prozapalnym
- konstytutywnym, homeostatycznym
Aktywność chemokin związana jest z pobudzeniem specyficznych dla nich receptorów błonowych. Profil ekspresji tych receptorów decyduje o wrażliwości komórek na bodziec chemotaktyczny. Rola chemokin w kreowaniu odpowiedzi immunologicznej stała się przyczyną, dla której włączono tę grupę białek do rodziny cytokin. Podobnie jak cytokiny, chemokiny charakteryzują się plejotropią, czyli zróżnicowaniem oddziaływania w zależności od typu komórki docelowej oraz obecności kofaktorów i modulatorów. Pomimo plejotropowego charakteru swojej aktywności, chemokiny nawet z różnych grup mogą w określonych warunkach wywoływać ten sam efekt w komórce docelowej (redundancja). Aktywność chemokin kontrolowana jest szeregiem pozytywnych i negatywnych sprzężeń zwrotnych, przy czym wzajemnie mogą one działać zarówno antagonistycznie, jak i synergicznie.
Różnorodność efektów wywoływanych przez chemokiny związane ze specyficznym dla siebie receptorem wynika ze zdolności aktywowania szeregów szlaków wewnątrz-cytoplazmatycznych, które kontrolują zarówno zamiany funkcjonalne, jak i morfologiczne odpowiedzialne za migrację komórki, jak również zaangażowane są w kontrolę aktywacji, proliferacji i apoptozy komórki. Chemokiny mogą regulować własną produkcję autokrynnie (wzmagając ekspresję w komórce produkującej), parakrynnie (pobudzając produkcję w bezpośrednim sąsiedztwie komórki produkującej), jak i endokrynnie (oddziałując na komórki znajdujące się w innych narządach). Odchylenia od prawidłowego, fizjologicznego stężenia chemokin związane jest z zaburzeniem procesów hematopoezy i rozwoju narządów limfatycznych selektywną aktywacją i przemieszczaniem się leukocytów (leukocyte trafficking), występowaniem stanów zapalnych, alergii, gojeniem ran, wzrostem nowych naczyń krwionośnych (angiogenezą), rozwojem i przerzutami nowotworów złośliwych.
Budowa
[edytuj | edytuj kod]
Chemokiny są rodziną około 50 białek o małej masie cząsteczkowej, między 8 a 12 kDa, zbudowanych z 66–110 aminokwasów.
To budowa wszystkich chemokin, wykazująca charakterystyczne podobieństwa jest podstawą do zaliczenia ich do tej rodziny białek. Chemokiny wykazują znaczną, bo około 20–50% homologię sekwencji w pierwszorzędowej budowie ich genu i łańcucha aminokwasów. Odznaczają się także wysoce konserwowaną strukturą trzeciorzędową, z elastycznym N-terminalnym końcem, który odgrywa rolę w łączeniu się z receptorem, α-helisą przy C-terminalnym końcu i 3 antyparalelne harmonijki β w środku. Kluczowe znaczenie odgrywają stabilizujące cząsteczkę wiązania dwusiarczkowe pomiędzy resztami aminkowasu cysteiny. Łączą one z reguły pierwszą z trzecią i drugą z czwartą cysteiną według kolejności ich występowania w łańcuchu aminokwasowym[1]. Zwykle chemokiny są syntetyzowane jako propeptyd, a początkowy 20-aminokwasowy peptyd sygnałowy jest odcinany przy wydzieleniu chemokiny do przestrzenia pozakomórkowej.[2][3] .
Klasyfikacja i podział
[edytuj | edytuj kod]
| ||||
| Chemokiny CC | ||||
|---|---|---|---|---|
| Nazwa | Gen | Inne nazwy | Receptor | Uniprot |
| CCL1 | Scya1 | I-309, TCA-3 | CCR8 | |
| CCL2 | Scya2 | MCP-1 | CCR2 | P13500 |
| CCL3 | Scya3 | MIP-1α | 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, CCR2B, CCR5 | P80075 |
| CCL9/CCL10 | Scya9 | MRP-2, CCF18, MIP-1? | CCR1 | P51670 |
| CCL11 | Scya11 | eotaksyna | 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 | leukotaktyna-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 | eotaksyna-2, MPIF-2, Ckβ6 | CCR3 | O00175 |
| CCL25 | Scya25 | TECK, Ckβ15 | CCR9 | O15444 |
| CCL26 | Scya26 | eotaksyna-3, MIP-4a, IMAC, TSC-1 | CCR3 | Q9Y258 |
| CCL27 | Scya27 | CTACK, ILC, Eskine, PESKY, skinkine | CCR10 | Q9Y4X3 |
| CCL28 | Scya28 | MEC | CCR3, CCR10 | Q9NRJ3 |
| Chemokiny CXC | ||||
| Nazwa | Gen | Inne nazwy | 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 | |
| Chemokiny C | ||||
| Nazwa | Gen | Inne nazwy | Receptor | Uniprot |
| XCL1 | Scyc1 | limfotaktyna a, SCM-1a, ATAC | XCR1 | P47992 |
| XCL2 | Scyc2 | limfotaktyna β, SCM-1β | XCR1 | Q9UBD3 |
| Chemokiny CX3C | ||||
| Nazwa | Gen | Inne nazwy | Receptor | Uniprot |
| CX3CL1 | Scyd1 | fraktalkina, neurotaktyna, ABCD-3 | CX3CR1 | P78423 |
Podstawą do klasyfikacji chemokin jest liczba i wzajemne położenie dwóch pierwszych cystein znajdujących się przy końcu łańcucha aminowego. Wszystkie chemokiny mają przynajmniej 2 cysteiny, a wszystkie oprócz dwóch (XCL1, XCL2) mają przynajmniej cztery cysteiny. Wyróżnia się 4 główne podrodziny chemokin (w nawiasie nazwy wg dawnej klasyfikacji)[4][3]:
- C, XC (γ-chemokiny)
- CC (β-chemokiny)
- grupa MIP
- grupa MCP
- CXC (α-chemokiny)
- ELR CXC
- nie-ELR CXC
- CX3C (δ-chemokiny)
Wszystkie te białka wywierają swoje działanie biologiczne przez interakcję ze sprzężonymi z białkiem G przezbłonowymi receptorami, które nazywamy receptorami chemokin i które występują na powierzchni specyficznych komórek efektorowych[5].
Nomenklatura nazw chemokin i nazw receptorów chemokin wywodzi się bezpośrednio z ich klasyfikacji. Chemokiny uzyskują nazwę po dodaniu do nazwy podrodziny litery L (od Ligand) i kolejnej liczby np. CCL4, a receptory po dodaniu litery R (od Receptor) i kolejnej liczby np. CXCR2.
Geneza nazwy
[edytuj | edytuj kod]Nazwa chemokiny pochodzi od angielskich słów chemoattractant cytokines („cytokiny chemowabiące”) i nawiązuje do ich pierwotnie opisanej funkcji chemoatraktantów.
Historia
[edytuj | edytuj kod]Termin „chemokiny” został wprowadzony w 1992 r. podczas Trzeciego Sympozjum Cytokin Chemotaktycznych[6]. Trwające badania stale prowadzą do odkrywania nowych chemokin, a także ich nowych możliwości oddziaływania i funkcji biologicznych.
Wyodrębnia się chemokiny konstytutywne, odpowiedzialne za utrzymanie homeostazy i chemokiny zapalne, powstające w wyniku infekcji lub stanu zapalnego.
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ G.M. Clore, A.M. Gronenborn. Three-dimensional structures of alpha and beta chemokines. „FASEB J”. 9 (1), s. 57–62, Jan 1995. PMID: 7821760.
- ↑ Manel Juan, Roger Colobran, Chemokines and Chemokine Receptors, 2009, DOI: 10.1002/9780470015902.a0000933.pub2 (ang.).
- ↑ a b J. Gołąb, M. Jakóbisiak, M. Lasek: Immunologia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 228–232. ISBN 978-83-01-17108-7.
- ↑ A. Zlotnik, O. Yoshie. chemokiny: a new classification system and their role in immunity. „Immunity”. 12 (2), s. 121–127, Feb 2000. PMID: 10714678.
- ↑ Mélik-Parsadaniantz S, Rostène W. Chemokines and neuromodulation. „Journal of Neuroimmunology”. 198 (1–2), s. 62–68, July 2008. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2008.04.022. PMID: 18538863. (ang.).
- ↑ A. Richmond. Chemokine research moves on. „Exp Cell Res”. 317 (5), s. 553–555, Mar 2011. DOI: 10.1016/j.yexcr.2011.01.016. PMID: 21241691.
