Лектин, связывающий маннан - Mannan-binding lectin

MBL2
Белок MBL2 PDB 1hup.png
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыMBL2, COLEC1, HSMBPC, MBL, MBL2D, MBP, MBP-C, MBP1, MBPD, лектин, связывающий маннозу 2
Внешние идентификаторыOMIM: 154545 MGI: 96924 ГомолоГен: 110436 Генные карты: MBL2
Расположение гена (человек)
Хромосома 10 (человек)
Chr.Хромосома 10 (человек)[1]
Хромосома 10 (человек)
Геномное расположение MBL2
Геномное расположение MBL2
Группа10q21.1Начинать52,765,380 бп[1]
Конец52,771,700 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE MBL2 207256 в формате fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

4153

17195

Ансамбль

ENSG00000165471

ENSMUSG00000024863

UniProt

P11226

P41317

RefSeq (мРНК)

NM_000242
NM_001378373
NM_001378374

NM_010776
NM_001365058

RefSeq (белок)

NP_000233
NP_001365302
NP_001365303

NP_034906
NP_001351987

Расположение (UCSC)Chr 10: 52.77 - 52.77 МбChr 19: 30.23 - 30.24 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Лектин, связывающий маннозу (MBL), также называемый маннан-связывающий лектин или же маннан-связывающий белок (MBP), это лектин это способствует врожденный иммунитет[5][6] как опсонин и через лектиновый путь.

Структура

MBL имеет олигомерную структуру (400-700 кДа), состоящую из субъединиц, которые содержат три предположительно идентичные пептидные цепи примерно 30 кДа каждая.

Хотя MBL может образовывать несколько олигомерных форм, есть указания на то, что димеры и тримеры биологически неактивны в качестве опсонина, и для активации комплемента необходима по крайней мере тетрамерная форма.[7]

Гены и полиморфизмы

Ген MBL2 человека расположен на хромосоме 10q11.2-q21.[8] У мышей есть два гомологичных гена, но у человека первый из них был потерян. Низкий уровень экспрессии псевдогена 1 MBL1 (MBL1P1) был обнаружен в печени. Псевдоген кодирует усеченный белок из 51 аминокислоты, который гомологичен изоформе MBLA у грызунов и некоторых приматов.[9]

Структурные мутации в экзоне 1 гена MBL2 человека, в кодоне 52 (от Arg до Cys, аллель D), кодоне 54 (от Gly до Asp, аллель B) и кодоне 57 (от Gly до Glu, аллель C), также независимо снижают уровень функционального сывороточного MBL путем нарушения коллагеновой структуры белка.[10] Кроме того, несколько нуклеотидных замен в промоторной области гена MBL2 в положении -550 (полиморфизм H / L), -221 (полиморфизм X / Y) и -427, -349, -336, del (от -324 до -329) , -70 и +4 (полиморфизм P / Q) влияют на концентрацию MBL в сыворотке. Как частота структурных мутаций, так и полиморфизмы промоторов, которые находятся в сильном неравновесном сцеплении, различаются среди этнических групп, что приводит к семи основным гаплотипам: HYPA, LYQA, LYPA, LXPA, LYPB, LYQC и HYPD. Различия в распределении этих гаплотипов являются основной причиной межрасовых вариаций уровней MBL в сыворотке. И HYPA, и LYQA являются высокопроизводительными гаплотипами, гаплотипами с промежуточным продуцированием LYPA и гаплотипами с низким уровнем продуцирования LXPA, тогда как LYPB, LYQC и HYPD являются дефектными гаплотипами, которые вызывают серьезный дефицит MBL.[11]

Оба гена MBL2 и MBL1P1 неоднократно поражались на протяжении всей эволюции приматов. Последний в конечном итоге заглушился мутациями в остатках глицина коллагеноподобной области. Он был выборочно отключен во время эволюции с помощью тех же молекулярных механизмов, которые вызывают у человека вариантные аллели MBL2, что предполагает эволюционный отбор низкопродуктивных генов MBL.[10]

Посттрансляционные модификации

В крысе гепатоциты, MBL синтезируется в шероховатой эндоплазматической сети. Пока в Гольджи, он претерпевает два различных посттрансляционные модификации и собрана в высокомолекулярные мультимерные комплексы. Модификации производят MBL в нескольких формах с незначительно разными молекулярными массами и pI от 5,7 до 6,2.[12] Протеолитическое расщепление также привело к удалению 20-аминокислотного N-концевого сигнального пептида,[13] также были обнаружены гидроксилирование и гликозилирование.[12] Некоторые остатки цистеина могут быть преобразованы в дегидроаланин.[14]

Функция

МБЛ относится к классу Colleins в C-тип лектин суперсемейство, функция которого оказывается распознавание образов на первой линии защиты в доиммунном хозяине. MBL распознает образцы углеводов, обнаруженные на поверхности большого количества патогенных микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, простейшие и грибы. Привязка MBL к микроорганизм приводит к активации лектиновый путь из система комплемента.

Еще одна важная функция MBL заключается в том, что эта молекула связывает дряхлый[15] и апоптотический клетки и усиливает поглощение целых, неповрежденных апоптотических клеток, а также клеточного дебриса фагоциты.[16][17]

Активация

Система комплемента может быть активирована тремя путями: классический путь, альтернативный путь, а лектиновый путь. Один из способов активации недавно открытого лектинового пути через маннозу-связывающий лектиновый белок. MBL связывается с углеводами (а именно с остатками D-маннозы и L-фукозы), обнаруженными на поверхности многих патогенов.

Например, было показано, что MBL привязывается к:

Комплексы

MBL в крови образует комплекс (связывается с) другим белком, сериновой протеазой, называемой MASP (MBL-ассоциированная сериновая протеаза). Существует три MASP: MASP-1, MASP-2 и MASP-3, которые имеют протеазные домены. Существуют также sMAP (также называемые MAp19) и MAp44, которые не имеют протеазных доменов и считаются регуляторными молекулами MASP. MASP также образуют комплексы с фиколины, которые похожи на MBL функционально и структурно, за исключением того, что фиколины распознают свои мишени через фибриноген-подобные домены, в отличие от MBL.

Чтобы активировать систему комплемента, когда MBL связывается со своей мишенью (например, маннозой на поверхности бактерии), белок MASP расщепляет белок крови. C4 в C4a и C4b. Затем фрагменты C4b могут связываться с поверхностью бактерии и инициировать образование C3-конвертаза.

Последующие каскад дополнений катализируется C3-конвертазой, приводит к созданию комплекс мембранной атаки, который вызывает лизис патогена, а также измененное «я» в контексте апоптотических и некротических клеток.

Комплекс MBL / MASP-1 также обладает тромбиноподобной активностью (тромбин сгустки фибрина, инициируя образование тромбов). У мышей, у которых генетически отсутствует MBL или MASP-1/3 (но не MASP-2 / sMAP), наблюдается увеличенное время кровотечения в экспериментальных моделях травм, хотя считается, что мыши нормальны, если нет повреждений тела.

Клиническое значение

Производится в печень как ответ на инфекцию и является частью многих других факторов, называемых белки острой фазы.[22] Также были предложены экспрессия и функция в других органах.[23]Сообщалось, что три структурных полиморфизма экзона 1 вызывают предрасположенность к различным распространенным инфекциям, включая менингококковая инфекция.[24][25] Однако были представлены доказательства, свидетельствующие об отсутствии вредного воздействия этих вариантов на менингококковую болезнь.[26]

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000165471 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000024863 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ Фрейзер И.П., Козиль Х., Эзековиц Р.А. (1998). «Сывороточный белок, связывающий маннозу, и рецептор маннозы макрофагов представляют собой молекулы распознавания образов, которые связывают врожденный и адаптивный иммунитет». Семин. Иммунол. 10 (5): 363–72. Дои:10.1006 / smim.1998.0141. PMID  9799711.
  6. ^ Уортли Д.Л., Барди П.Г., Маллиган К.Г. (2005). «Маннозо-связывающий лектин: биология и клиническое значение». Журнал внутренней медицины. 35 (9): 548–55. Дои:10.1111 / j.1445-5994.2005.00908.x. PMID  16105157. S2CID  40041919.
  7. ^ Шериф С., Чанг С.Й., Эзековиц Р.А. (ноябрь 1994 г.). «Человеческий маннозо-связывающий белок, узнающий углеводный домен, тримеризуется через тройную альфа-спиральную спиральную спираль». Nat. Struct. Биол. 1 (11): 789–94. Дои:10.1038 / nsb1194-789. PMID  7634089. S2CID  5871944.
  8. ^ Састри К., Герман Г.А., Дэй Л., Дейньян Э., Брунс Дж., Мортон К.С., Эзековиц Р.А. (октябрь 1989 г.). «Ген человеческого белка, связывающего маннозу. Структура экзона показывает его эволюционное родство с геном легочного сурфактанта человека и локализацию в хромосоме 10». J. Exp. Med. 170 (4): 1175–89. Дои:10.1084 / jem.170.4.1175. ЧВК  2189467. PMID  2477486.
  9. ^ Guo N, Mogues T, Weremowicz S, Morton CC, Sastry KN (март 1998 г.). «Человеческий ортолог гена резус-связывающего маннозу белка-А представляет собой экспрессируемый псевдоген, локализованный на хромосоме 10». Мамм. Геном. 9 (3): 246–9. Дои:10.1007 / s003359900735. PMID  9501312. S2CID  12065976.
  10. ^ а б Сейфарт Дж, Гарред П., Мэдсен ХО (2005). «Инволюция» связывающего маннозу лектина ». Молекулярная генетика человека. 14 (19): 2859–69. Дои:10.1093 / hmg / ddi318. PMID  16115813.
  11. ^ Онлайн-менделевское наследование в человеке (OMIM): дефицит маннозо-связывающего белка - 614372
  12. ^ а б Колли К.Дж., Баензигер Ю.Ю. (1987). «Идентификация посттрансляционных модификаций ядра-специфического лектина. Ядро-специфический лектин содержит остатки гидроксипролина, гидроксилизина и глюкозилгалактозилгидроксилизина». J Biol Chem. 262 (21): 10290–5. PMID  3611062.
  13. ^ «Предшественник маннозо-связывающего протеина С [Homo sapiens]». Получено 2012-01-03.
  14. ^ Йенсен PH, Лаурсен I, Маттиесен Ф, Хёйруп П. (2007). «Посттрансляционные модификации MBL плазмы человека и рекомбинантного MBL человека». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Белки и протеомика. 1774 (3): 335–44. Дои:10.1016 / j.bbapap.2006.12.008. PMID  17289451.
  15. ^ Tomaiuolo R, Ruocco A, Salapete C, Carru C, Baggio G, Franceschi C, Zinellu A, Vaupel J, Bellia C, Lo Sasso B, Ciaccio M, Castaldo G, Deiana L (март 2012 г.). «Активность маннозосвязывающего лектина (MBL) у долгожителей». Ячейка старения. 11 (3): 394–400. Дои:10.1111 / j.1474-9726.2012.00793.x. ЧВК  3935210. PMID  22239660.
  16. ^ Огден CA, deCathelineau A, Hoffmann PR, Bratton D, Ghebrehiwet B, Fadok VA, Henson PM (сентябрь 2001 г.). «C1q и маннозо-связывающий лектин, вовлечение кальретикулина на клеточной поверхности и CD91 инициирует макропиноцитоз и захват апоптозных клеток». J. Exp. Med. 194 (6): 781–95. Дои:10.1084 / jem.194.6.781. ЧВК  2195958. PMID  11560994.
  17. ^ Стюарт Л.М., Такахаши К., Ши Л., Сэвилл Дж., Эзековиц Р.А. (март 2005 г.). «Мыши с дефицитом лектина, связывающие маннозу, демонстрируют дефектный клиренс апоптотических клеток, но не имеют аутоиммунного фенотипа». J. Immunol. 174 (6): 3220–6. Дои:10.4049 / jimmunol.174.6.3220. PMID  15749852.
  18. ^ Шото, L; Парны, М; François, N; Бертен, Б; Фьюмерия, М; Dubuquoy, L; Такахаши, К. Colombel, J-F; Жуо, Т; Poulain, D; Сендид, Б; Джавхара, S (7 октября 2015 г.). «Роль маннозосвязывающего лектина в гомеостазе кишечника и устранении грибков». Иммунология слизистой оболочки. 9 (3): 767–776. Дои:10.1038 / mi.2015.100. ISSN  1933-0219. PMID  26442658.
  19. ^ de Jong MA, Vriend LE, Theelen B, Taylor ME, Fluitsma D, Boekhout T., Geijtenbeek TB (март 2010 г.). «Лектин С-типа Лангерин представляет собой рецептор бета-глюкана на клетках Лангерганса человека, распознающий условно-патогенные и патогенные грибы». Мол. Иммунол. 47 (6): 1216–25. Дои:10.1016 / j.molimm.2009.12.016. ЧВК  2837148. PMID  20097424.
  20. ^ Джи Икс, Гевурц Х, Spear GT (февраль 2005 г.). «Лектин, связывающий маннозу (MBL) и ВИЧ». Мол. Иммунол. 42 (2): 145–52. Дои:10.1016 / j.molimm.2004.06.015. PMID  15488604.
  21. ^ Эрикссон (2020). «Лектин, связывающий маннозу, связан с тромбозом и коагулопатией у тяжелобольных пациентов с COVID-19». Тромбоз и гемостаз. Дои:10.1055 / с-0040-1715835. PMID  32871607.
  22. ^ Herpers, B L; Эндеман, H; де Йонг, Би Эй; де Йонг, Б. М.; Grutters, J C; Biesma, D H; vam Velzen-Blad, H (июнь 2009 г.). «Острая фаза реакции маннозосвязывающего лектина при внебольничной пневмонии сильно зависит от генотипа MBL2». Клин Эксп Иммунол. 156 (3): 488–94. Дои:10.1111 / j.1365-2249.2009.03929.x. ЧВК  2691978. PMID  19438602.
  23. ^ Уортли Д.Л., Барди П.Г., Гордон Д.Л., Маллиган К.Г. (октябрь 2006 г.). «Маннозо-связывающий лектин и болезни кишечника и печени». Мир J. Гастроэнтерол. 12 (40): 6420–8. Дои:10.3748 / wjg.v12.i40.6420. ЧВК  4100630. PMID  17072973.
  24. ^ Hibberd, M. L .; Сумия, М .; Саммерфилд, Дж. А .; Booy, R .; Левин, М. (1999). «Ассоциация вариантов гена маннозо-связывающего лектина с предрасположенностью к менингококковой инфекции». Ланцет. 353 (9158): 1049–53. Дои:10.1016 / S0140-6736 (98) 08350-0. PMID  10199352. S2CID  6306870.
  25. ^ Faber, J .; Schuessler, T .; Финн, А .; Мердок, С .; Zenz, W .; Habermehl, P .; Meyer, C.U .; Забель, Б. У .; Schmitt, H.J .; Zepp, F .; Кнуф, М. (2007). «Зависимая от возраста ассоциация человеческих мутаций связывающего маннозу лектина с восприимчивостью к инвазивной менингококковой инфекции в детстве». Журнал детских инфекционных болезней. 26 (3): 243–246. Дои:10.1097 / 01.inf.0000256751.76218.7c. PMID  17484222. S2CID  32019568.
  26. ^ Брэдли, Д. Т .; Bourke, T. W .; Fairley, D.J .; Заимствовать, Р .; Шилдс, M.D .; Янг, И. С .; Zipfel, P. F .; Хьюз, А. Э. (2012). «Генетическая предрасположенность к инвазивной менингококковой инфекции: структурные полиморфизмы MBL2, пересмотренные в большом исследовании« случай-контроль »и систематическом обзоре». Международный журнал иммуногенетики. 39 (4): 328–337. Дои:10.1111 / j.1744-313X.2012.01095.x. PMID  22296677. S2CID  205900750.