А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 28
Текст из файла (страница 28)
В α-цепи «голова» представлена β-пропеллерным доменом, названным так потому, что он сформирован семью β-слоями, свернутыми таким образом, что на модели ониПролиферацияфибробластовα2αЕα1α3β7β6β5α11αIIbα10αVβ1α4β3α9α5α6β4α7α8β7αLαXβ2αMαDРис. 2.15. Способность полипептидных α- и β-цепей интегринов формироватьгетеродимеры (см.
текст)2.3. Клеточные механизмы врожденного иммунитета101αI...«Голова»β:пропел:лерβI«Нога»α:цепьТрансмембранныйучастокβ:цепьТалинЦитоплазматическийучастокРис. 2.16. Схематичное изображение структуры интегриновнапоминают пропеллер. Из известных α-цепей интегринов 50% содержатдополнительный домен из 190 остатков (на рис. 2.15 отмечены малымикружками), называемый αА, αI (inserted), или домен фон Виллебрандта. Онподсоединен к пропеллерному домену.
Головной домен β-цепи структурносходен с αI-доменом (его называют также βI-доменом). Он взаимодействуетс β-пропеллерным доменом α-цепи. Участки «ноги» интегринов, примыкающие к мембране, образованы доменами эпидермального фактора роста.Длина цитоплазматического участка варьирует (обычно он короткий).Он взаимодействует с белком цитоскелета талином.В молекулах, содержащих αI-цепь, именно она отвечает за связываниелиганда. αI-Цепь представляет β-слой, окруженный несколькими α-спиралями. αI-Домен содержит центр адгезии, зависимый от ионов двухвалентных металлов — MIDAS (Metal ion-dependent adhesion site).
В физиологическихусловиях центр содержит ион Mg 2+, скрепленный 5 связями с 3 петлямиполипептидной цепи домена. При связывании лигандов их боковые цепитакже взаимодействуют с Mg2+. В молекулах, не имеющих αI-домена, активный центр образован головными доменами α- и β-цепей, причем главнаяроль принадлежит αI-подобному домену β-цепи, содержащему центр MIDAS.В головной части молекул интегринов есть также «карманы» для связывания Са2+. Двухвалентные ионы, особенно Mg2+, имеют очень важное значение для функционирования активного центра и связывания лигандов.102Глава 2.
Врожденный иммунитетИнтегрины представлены на поверхности разных типов клеток, включая эпителиальные и нервные, но особенно важную роль интегрины и ихрецепторы играют в функционировании клеток мезенхимального происхождения: лейкоцитов, тромбоцитов, клеток стромы и сосудистого эндотелия. На рис. 2.15 жирными линиями выделены интегрины, выявляемые налейкоцитах. Наибольший интерес для иммунологии представляют интегрины семейств β1 и β2 , присутствующие на поверхности иммуноцитов.Интегрины задействованы в различных реакциях, связанных с участиемэтих клеток в иммунных процессах: эмиграции лейкоцитов из кровотока ипоступлении их в очаг воспаления, взаимодействии с клетками-мишенями,формировании иммунного синапса и т.д.β1-Интегрины (молекулы группы VLA) взаимодействуют с компонентами межклеточного матрикса (фибронектином, ламинином, коллагеном,фибриногеном) и мембранным рецептором VCAM-1 (СD106).
Эта молекула содержит 7 внеклеточных доменов, относящихся к суперсемействуиммуноглобулинов. VCAM-1 экспрессируется активированными клеткамиэндотелия. Из 11 вариантов β1-интегринов широко представлено 6 (VLA-1 —VLA-6), из которых 5 (все, кроме VLA-3) характерны для лейкоцитов.Наиболее важную роль в физиологии нейтрофилов играет интегрин VLA-5,для моноцитов/макрофагов и лимфоцитов наиболее важен интегрин VLA-4,отсутствующий на нейтрофилах.β2 -Интегрины (иногда называемые LeuCAM) представлены на поверхности лейкоцитов.
Основной интегрин лимфоцитов LFA-1, присутствующий навсех разновидностях этих клеток, представлен и на поверхности моноцитови макрофагов. Интегрин Мас-1 наиболее характерен для макрофагов (чтоотражено в его названии), но его выявляют и на других миелоидных иNK-клетках, а также перитонеальных В-лимфоцитах. Третий интегрин этойгруппы — p150/р95 — маркер дендритных клеток, но также представлен надругих клетках миелоидного ряда. Мас-1 и p150/р95 служат рецепторами длякомплемента (CR3 и CR4).
В качестве рецепторов для β2 -интегринов выступают мембранные молекулы, образующие группу ICAM (Intercellular adhesion molecules) (рис. 2.17), содержащую 5 членов — ICAM-1 (CD54), ICAM-2(CD102), ICAM-3 (CD50), ICAM-4 (вещество эритроцитов Ландштейнера–Винера) и ICAM-5 (телеэнцефалин). Структурная основа этих молекул —домены, принадлежащие к суперсемейству иммуноглобулинов, число которых варьирует от 2 (для ICAM-2) до 9 (для ICAM-5). Молекулы ICAM (кромеICAM-2) представлены на мембране в форме димера.
На покоящихся эндотелиальных клетках представлен только ICAM-2, экспрессия остальныхиндуцируется под влиянием цитокинов (IL-1, TNFα, IFNγ) или при действии других провоспалительных стимулов. Все разновидности ICAM могутсекретироваться клетками и конкурентно тормозить процессы межклеточных взаимодействий. LFA-1 взаимодействуют со всеми молекулами семейства ICAM. Интегрины Мас-1 и р150/p95 распознают фрагмент компонентаС3 комплемента — iC3b, а также фибрионоген и гепарин.Интегрины группы β7 экспрессированы в основном на Т-лимфоцитахи играют важную роль в выборе направления миграции этих клеток.Интегрин αЕβ7 служит «проводником» Т-лимфоцитов в слизистые оболочки;его рецептором служит Е-селектин. Т-лимфоциты мигрируют в слизис-1032.3.
Клеточные механизмы врожденного иммунитета***+*+*ICAM:1ICAM:2ICAM:3Рис. 2.17. Доменная структура трех главных предстваителей рецепторов β2 -интегрино: * — рецепция LFA-1; + — рецепция Мас-1тую оболочку кишечника, только если на их поверхности экспрессируетсяα4β7-интегрин, распознающий гликозилированный адрессин MadCAM(уникальность экспрессии этого адрессина на эндотелии сосудов кишечника и определяет избирательность миграциии α4β7+ клеток в кишечнике),а также L-селектин. Особенность структуры молекулы MadCAM состоит вчередовании доменов суперсемейства иммуноглобулинов и муцинов.Еще один вариант иммуноглобулинподобных молекул, связанных ссистемой интегринов, — PeCAM (Platelet-endothelial cell adhesion molecule;CD31). PeCAM участвует в гомотипическом взаимодействии (т.е.
связывается с PeCAM на поверхности другой клетки), но может распознаваться идругими молекулами, например, витронектином (интегрин αvβ3).Некоторые интегрины (в частности, β1 и β2) распознают в молекулерецепторов последовательность RGD (Arg–Gly–Asp), присутствующую всоставе молекул межклеточного матрикса и белков системы комплемента.Однако связывание интегринов с молекулами ICAM и VCAM от RGD независит. RGD часто применяют в исследованиях в качестве «суррогатного»лиганда интегринов.Интегрины существуют в клетке в неактивной и активной формах (длянекоторых интегринов описано промежуточное состояние).
В покоящихсяклетках (например, циркулирующих лейкоцитах) связывающая способностьмолекулы низка, но достаточна, чтобы обеспечить взаимодействие со своими рецепторами на поверхности эндотелиальных клеток. В результате формируется кластер из нескольких молекул интегрина и генерируется сигнал,направленный снаружи внутрь клетки.
Через цитоплазматический доменсигнал достигает талина — молекулы цитоскелета, связанной одним концомс интегрином, а другим — с актином. В результате происходит реорганизацияцитоскелета, что индуцирует сигналы, направленные изнутри наружу, при-104Глава 2. Врожденный иммунитетводящие к повышению сродства рецептора к лиганду. Аналогичные процессы развиваются также при действии цитокинов, особенно хемокинов.С молекулой интегрина при этом происходят конформационные изменения.Рентгеноструктурный анализ показал, что при неактивном состояниимолекулы «нога» интегрина «согнута» таким образом, что «голова» располагается близко к мембране (рис. 2.18).
Под влиянием эндогенных активационных сигналов происходит «разгибание» «ноги» и молекула переходит изсогнутой конфигурации в развернутую. Однако при этом активный центрмалодоступен для лиганда — головная часть молекулы остается закрытой.Следующий этап активации состоит в переходе к открытой конфигурациисвязывающих центров интегрина. Условие его осуществления — пространственное «расхождение» «ног» α- и β-цепей интегрина. В молекулах, лишенныхαI-домена, следующее за этим конформационное изменение затрагиваетпреимущественно β-цепь, в результате чего активный центр MIDAS становится доступным для лиганда (открытым). В молекулах, имеющих αI-домен,активность этого домена регулируется MIDAS-центром β-цепи с участиемэндогенного лиганда — инвариантного остатка глутаминовой кислотыα7-спирали αI-домена.
Связывание этого лиганда с MIDAS β-цепи вызываетаБез домена αIбС доменом αIРис. 2.18. Структурные основы активации молекул интегринов. Разъяснения см.в тексте2.3. Клеточные механизмы врожденного иммунитета105последовательную активацию MIDAS сначала в β-, затем в α-цепи. Эти процессы обусловливают переход закрытой конфигурации «головы» интегринав открытую, что сопровождается значительным повышением его сродствак лигандам (см. рис. 2.18). Описанная активация интегринов обратима: приповышении внутриклеточного содержания цАМФ интегрины переходят внеактивную форму, что способствует ослаблению контакта между клеткамии прекращению их взаимодействия.При активации сродство интегринов к лигандам может повышатьсяна несколько порядков; при этом скорость диссоциации уменьшается в30–100 раз.
Это способствует установлению прочного контакта интегринас рецептором. Такой контакт не только обеспечивает надежную адгезиювзаимодействующих клеток, но и служит источником вспомогательныхсигналов, поступающих внутрь клетки и способствующих ее активации.Для генерации таких сигналов необходимо установление контактов активированного интегрина с мембранными молекулами, содержащими в своейцитоплазматической части активационный мотив (участок) ITAM, поскольку сами интегрины не имеют аналогичных мотивов для передачисигнала. Однако к цитоплазматической части интегринов примыкают тирозинкиназы — ферменты, обусловливающие фосфорилирование белков итем самым переводящие их в активное состояние (подробнее о киназахсм.
раздел 3.4.2.1). С интегринами связаны киназы семейства Src. Приактивации Src-киназы вызывают фосфорилирование упомянутого мотиваITAM, взаимодействующего с киназами семейства Syk, передающими сигнал далее. Последующие механизмы передачи сигнала аналогичны таковымпри активации любых клеток.Конечная реакция в миелоидных клетках определяется набором экспрессируемых генов и активируемых молекул. Она заключается в прочной адгезии,дегрануляции клеток, развитии окислительного взрыва и других проявленияхреакций миелоидных клеток, вовлеченных в воспалительный процесс, которые будут рассмотрены ниже. Как правило, активация клеток, обусловленнаяпередачей сигнала через интегрины «извне внутрь», составляет компонентболее сложного комплекса активирующих воздействий, включающих распознавание PAMP, действие хемокинов и провоспалительных цитокинов.2.3.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
