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您現(xiàn)在的位置: 醫(yī)學(xué)全在線 > 理論教學(xué) > 基礎(chǔ)學(xué)科 > 細(xì)胞和分子免疫學(xué) > 正文:細(xì)胞因子受體的結(jié)構(gòu)和分類
    

細(xì)胞因子受體的結(jié)構(gòu)及分類

  根據(jù)細(xì)胞因子受體cDNA序列以及受體胞膜外區(qū)氨基酸序列的同源性和結(jié)構(gòu)征,可將細(xì)胞因子受體主要分為四種類型:免疫球蛋白超家族(IGSF)、造血細(xì)胞因子受體超家族、神經(jīng)生長(zhǎng)因子受體超家族和趨化因子受體。此外,還有些細(xì)胞因子受體的結(jié)構(gòu)尚未完全搞清,如IL-10R、IL-12R等;有的細(xì)胞因子受體結(jié)構(gòu)雖已搞清,但尚未歸類,如IL-2Rα鏈(CD25)。

  (一)免疫球蛋白超家族

  該家族成員胞膜外部分均具有一個(gè)或數(shù)個(gè)免疫球蛋白(Ig)樣結(jié)構(gòu)域,有關(guān)Ig超家族的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)參見(jiàn)第三章。目前已知,屬于IGSF成員的細(xì)胞因子受體的IL-1Rt I(CD121a)、IL-1RtⅡ(CD121b)、IL-6Rα鏈(CD126)、gp130(CDw130)、G-CSFR、M-CSFR(CD115)、SCFR(CD117)和PDGFR,并可分為幾種不同的結(jié)構(gòu)類型,不同IGSF結(jié)構(gòu)類型的受體其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑也有差別。

  (1)M-CSFR、SCFR和PDGFR:胞膜外區(qū)均含有5個(gè)Ig樣結(jié)構(gòu)域,其中靠近胞膜區(qū)為1個(gè)V樣結(jié)構(gòu),其余4個(gè)為C2樣結(jié)構(gòu)。受體通常以二聚體形式與相應(yīng)的同源二聚體配體結(jié)合。受體胞漿區(qū)本身含有蛋白酷氨酸激酶(protein tyrosine kinase,PTK)結(jié)構(gòu)。

  (2)IL-1Rt I和IL-1RtⅡ:胞膜外區(qū)均含有3個(gè)C2樣結(jié)構(gòu),受體胞漿區(qū)絲氨酸/蘇氨酸磷酸化可能與受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。醫(yī)學(xué)全.在線提供

 。3)IL-6Rα鏈、gp130以及G-CSFR:胞膜外區(qū)N端 均含1個(gè)C2樣區(qū),在靠近胞膜側(cè)各有1個(gè)紅細(xì)胞生成素受體超家族結(jié)構(gòu)域,此外在胞有胞膜外區(qū)還含有2~4個(gè)纖粘連素結(jié)構(gòu)域。gp130胞漿區(qū)酷氨酸磷酸化與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)類型的受體其相應(yīng)配體IL-6、OSM、LIF和G-CSF在氨基酸序列和分子結(jié)構(gòu)上也有很大的相似性。

 。ǘ)造血細(xì)胞因子受體超家族

  造血細(xì)胞因子受體超家族(haemopoietic cytokine receptor superfamily)又稱細(xì)胞因子受體家族(cytokine receptor family),可分為紅細(xì)胞生成素受人本超家族(erythropoietin receptor superfamily,ERS)和干擾素受體家族(interferon receptor family。

  1.ERSERS所有成員胞膜外區(qū)與紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)受體胞膜外區(qū)體在氨基酸序列上有較高的同源性,分子結(jié)構(gòu)上也有較大的相似性,故得名。

 。1)ERS的成員:屬于ERS的成員有EPOR、血小板生成素R、IL-2β鏈(CD122)、IL-2Rγ鏈、IL-3Rα鏈(CD123)、IL-3Rβ、IIL-4R(CDw124)、IL-5Rα鏈、IL-5βα鏈、IL-5Rβ鏈、IL-6Rα鏈(CD126)、gp130(CDw123)、IL-7R、IL-9R、IL-11R、IL-1240kDa亞單位、G-CSFR、GM-CSFRα鏈、GM=CSFRβ鏈、LIFR、CNTFR等,此外,某些激素如生長(zhǎng)激素受體(GRGR)和促乳素受體(PRLR)亦屬于ERS。

  (2)ERS的結(jié)構(gòu)特征:紅細(xì)胞生成素受體超家族成員在胞膜外與配體結(jié)合部位有一個(gè)約含210氨基酸殘基的牲性同源區(qū)域,主要特點(diǎn)①同源區(qū)靠近N端有4個(gè)高并能保守的半胱氨酸殘基Cysl、Cys2、Cys3、Cys4和1個(gè)保守的鈀氨酸,Cys1與Cys2之間、Cys3與Cys4之間形成兩個(gè)二硫鍵。②同源區(qū)靠近細(xì)胞膜處,約在細(xì)胞膜外18~22氨基酸基處有一個(gè)色氨酸一絲氨酸-X-色氨酸-絲氨酸基序,所謂Trp-Ser-Xaa-Trp-Ser即WSXWS基序,其生物學(xué)功能尚不明了。IL-3α鏈、IL-3Rβ鏈、GM-CSFRβ鏈、LIFR辦有兩個(gè)ERS結(jié)構(gòu)域,其中GM-CSFRβ鏈第一個(gè)ERS結(jié)構(gòu)中有一個(gè)類似WSXWS基序,即為脯氨酸一絲氨酸-賴氨酸-色氨酸-絲氨酸(PSKWS)基序。1994年Hilton等合成WSXWS基序相應(yīng)的寡核苷酸為探針,從成鼠肝cDNA文庫(kù)中克隆小鼠IL-11受體α鏈cDNA獲得成功。IL-6Rα鏈和gp130以及G-CSFr N端有一個(gè)IGSF結(jié)構(gòu)。IL-7R靠近N端側(cè)的部位只有Cys1和Cys3,與其它成員相比,缺乏Cys2和Cys4以及色氨酸殘基。IL-1240kDa亞單位有ERS的同源結(jié)構(gòu),但為非膜結(jié)合的,而且與IL-12另一35kDa亞單位通過(guò)二硫鍵開(kāi)成異源雙體。GM-CSFr N端在ERS中可以看作由2個(gè)Ⅲ型纖維粘連素組成,每個(gè)Ⅲ型纖維粘連素結(jié)構(gòu)域由7股反平行β折疊股形成一個(gè)桶狀結(jié)構(gòu),兩個(gè)桶狀結(jié)構(gòu)之間的槽是配體膜外保守區(qū)域有明顯的進(jìn)化同源性,這種同源性的程度與IGSF成員間相似。EPo R似科與其它家族成員有更高的同源性,在進(jìn)化上可能處于主導(dǎo)的地位。ERS的胞漿區(qū)長(zhǎng)度不一,從54個(gè)氨基酸殘基到568個(gè)氨基酸殘基,除IL-2Rβ鏈與EPOR之間胞漿區(qū)有一定同源性外,其它成員在胞漿區(qū)未見(jiàn)明顯的同源性。ERS成員胞漿區(qū)本身均不具備PTK結(jié)構(gòu),其信號(hào)傳遞的途徑和機(jī)理也有所不同。IL-2Rβ鏈胞漿區(qū)的本雙重性區(qū)與胞漿中氨酸激酶相關(guān)聯(lián),富含絲氨酸區(qū)與非激酶信賴途徑有關(guān)。IL-2Rγ鏈胞漿區(qū)具有SH2結(jié)構(gòu),參與信號(hào)傳遞。細(xì)胞漿中的PTK和PKC可能參與IL-4R介導(dǎo)的信號(hào)傳遞。gp130胞漿區(qū)絲氨酸富含區(qū)以及酷氨酸磷酸化與gp130介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。此外,酪氨酸磷酸化與IL-7R、GM-CSFRβ鏈、IL-3Rβ鏈、IL-5Rβ鏈介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。

  注:根據(jù)ERS胞膜外結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可分為以下四種類型:

  (a)1個(gè)ERS結(jié)構(gòu)域的穿膜受體,包括IL-2Rβ、IL-2Rγ、IL-4R、IL-5R、IL-7R、IL-9R、GM-CSFR、EPOR;

 。╞)2個(gè)ERS結(jié)構(gòu)域的穿膜受體,包括LIFR、KH97、AIC2A、AIC2B;

  (c)N端有1個(gè)IGSF結(jié)構(gòu)域和1個(gè)ERS結(jié)構(gòu)域的穿膜受體,包括IL-6R、IL-11R(?)、G-CSFR和gp130;

 。╠)N端1個(gè)IGSF結(jié)構(gòu)域和1個(gè)ERS結(jié)構(gòu)域GPI連接的受體,如CNTFR。

  2.干擾素受體家族屬于這一家族的成員有IFN-α/βR、IFN-γR和組織因子(TF)(為凝固白酶因子的細(xì)胞膜受體),其結(jié)構(gòu)與紅細(xì)胞生成素受體家族相似,但N端只含有兩個(gè)保守性的Cys,兩個(gè)Cys之間有7個(gè)氨基酸。近膜處也有兩個(gè)保守的Cys,兩個(gè)Cys之間間隔有20~22個(gè)氨基酸。IFN-α/βR由兩個(gè)上述的結(jié)構(gòu)域所組成。

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