Chemokiny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

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 fukcjonowaniu organizmu. W procesach zapalnych, chemokiny są niezbędne, bo poprzez receptory chemokin działają chemotaktyczne 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 guzów.

Budowa[edytuj | edytuj kod]

Schemat budowy trzeciorzędowej chemokiny

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 rozdziny 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]

Schemat strukturalnej klasyfikacjipodrodzin chemokin
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]:

Wszystkie te białka wywierają swoje działanie biologiczne przez interakcję z 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]

  1. GM. Clore, AM. Gronenborn. Three-dimensional structures of alpha and beta chemokines.. „FASEB J”. 9 (1), s. 57-62, Jan 1995. PMID: 7821760. 
  2. Manel Juan, Roger Colobran. Chemokines and Chemokine Receptors. , 2009. DOI: 10.1002/9780470015902.a0000933.pub2 (ang.). 
  3. a b J. Gołąb, M. Jakóbisiak, M. Lasek: Immunologia. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 228-232. ISBN 978-83-01-17108-7.
  4. A. Zlotnik, O. Yoshie. chemokiny: a new classification system and their role in immunity.. „Immunity”. 12 (2), s. 121-7, Feb 2000. PMID: 10714678. 
  5. Mélik-Parsadaniantz S, Rostène W. Chemokines and neuromodulation. „Journal of Neuroimmunology”. 198 (1-2), s. 62–8, July 2008. DOI: 10.1016/j.jneuroim.2008.04.022. PMID: 18538863 (ang.). 
  6. A. Richmond. Chemokine research moves on.. „Exp Cell Res”. 317 (5), s. 553-5, Mar 2011. DOI: 10.1016/j.yexcr.2011.01.016. PMID: 21241691. 

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.