Диссертация (1145685), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Экспрессия гена этого рецептора характерна также для CD4+ T-лимфоцитов мышей,особенно Th1 и Th2 [22, 138].2.1.4. Структура белков семейства ИЛ-36 и их рецепторовМетодом рентгеноструктурного анализа было показано, что ИЛ-36РА и ИЛ-36γ имеюттипичную для белков семейства ИЛ-1 структуру β-трилистника [35, 53] (Рисунок 2). Учитываявысокую гомологичность аминокислотных последовательностей ИЛ-36α и ИЛ-36β по16сравнению с ИЛ-36γ и их способность взаимодействовать с общим рецептором, предполагается,что их структура похожа на описанную [34].Рисунок 2. Схема третичной структуры молекулы ИЛ-36РА мыши [35].Рецептор ИЛ-36 устроен подобно рецептору ИЛ-1. Он состоит из внеклеточного домена,спиральноготрансмембранногодомена,единождыпринизывающегомембрану,ивнутриклеточного Toll/IL-1 receptor (TIR) домена [46, 133].
Внеклеточный домен содержит триIg-подобных домена, связанных дисульфидными связями [150], что характерно для рецептовцитокинов семейства ИЛ-1 [136, 142]. Гликозилизование по Asn41, Asn234 и Asn250критически важно для экстернализации рецептора, но не для связывания лиганда [150]. Послеприсоединения к комплексу рецептор-лиганд корецептора внутриклеточные TIR-доменырецептора и корецептора взаимодействуют и активируют содержащие TIR-домен белки внутриклетки, такие как MyD88, IRAK1 или IRAK2, активируя NF-κΒ сигнальный каскад [42].Несмотря на схожесть самих цитокинов групп ИЛ-36 и ИЛ-1 и их рецепторов,существуют различия в их механизмах рецепции.
И в случае цитокинов группы ИЛ-1, и вслучае цитокинов группы ИЛ-36 при связывании рецептора с лигандом образовавшийсякомплекс привлекает корецепторную субъединицу IL-1AcP (IL-1 Accessory protein), общую дляобеих групп [53]. При этом, если в случае ИЛ-1 рекрутирующее IL-1AcP взаимодействие17происходит при участии молекулярной поверхности лиганда и конформационно изменившегосярецептора, то в случае ИЛ-36 боковые цепи лигандов не играют такой роли.Области ИЛ-1, взаимодействующие с IL-1RAcP – это петли β4/5 и β11/12 (петля между 4и 5 или 11 и 12 β-складками, соответственно). Остатки Asp54 в β4/5 и Asp145 в β11/12 образуютводородные связи с Arg286 и Ser185, соответственно, в составе корецепторной субъединицы.
Вмолекуле ИЛ-1РА петля β4/5 слишком коротка для взаимодействия с корецептором, а насоответвующей позиции в петле β11/12 находится положительно-заряженный Lys145, чтоделает невозможным прикрепление корецептора к лиганду [127, 142].В молекуле в ИЛ-36γ аминокислотные остатки на соответвующих позициях иные.
Arg71в β4/5 занят созданием связи внутри молекулы ИЛ-36γ, а на изгибе петли β11/12 находятсянезаряженная аминокислота Ala162. А ИЛ-36РА больше структурно похож на ИЛ-1, т.к. имеетотрицательно заряженный Asp148 в β11/12, из-за чего у него изначально предполагалиспособность активировать рецептор [35]. Вероятно, при формирования комплекса ИЛ-36рецептор-корецептор эти петли не играют той роли, что в случае ИЛ-1 [53]. По этой причинепотерпели неудачу попытки создать химерную молекулу с повышенной деактивирующейрецептор ИЛ-36 активностью при замене этих петель в молекулах ИЛ-36γ и ИЛ-36РА [53].2.1.5.
Секреция ИЛ-36Несмотря на увеличение экспрессии генов ИЛ-36 при воспалении, секреция белковнаблюдается не всегда [27, 163]. Причиной этого может быть то, что ИЛ-36 не содержатсекреторного пептида, отщепляемого сигнальной пептидазой, их секреция происходит понеканоническому пути [123]. Это характерно и для прочих представителей семейства ИЛ-1,кроме ИЛ-1РА [135].ИЛ-36γ секретируется различными видами клеток в ответ на различные маркерыповреждения или инфекции. ИЛ-36γ секретируется кератиноцитами в ответ на обработкукателицидином, антимикробным пептидом, уровень которого значительно повышен в коже припсориатическом воспалении [77].
Однако кератиноциты секретируют ИЛ-36γ только вприсутствии в среде АТФ, который считается маркером тканевого повреждения [163]. АТФ всреде также необходим для секреции ИЛ-1β [54]. Кератиноциты или эпителиоциты бронховсекретируют ИЛ-36γ в ответ на обработку двуцепочечной РНК или её синтетическим аналогомполиинозин-полицитидиновой кислотой (pI:C). ИЛ-36γ при этом выходит через разрывы вмембране, образованные под действием протеаз каспазы-3 и каспазы-7 - в результате пироптоза18[27, 79].
Пироптоз отличается от апоптоза доминирующей активностью каспазы-1 и наличиемактивных инфламмасом. В случае апоптоза содержимое клетки, способное вызвать воспаление,изолируется в апоптотических тельцах. В случае пироптоза активные провоспалительныхцитокины и другие маркеры тканевого повреждения выходят в межклеточное пространство,начинается воспаление [61]. Таким образом, ИЛ-36γ может функционировать, в том числе, какалармин при вирусных инфекциях эпителиев [79].Другие типы клеток способны секретировать ИЛ-36γ иначе. Так, в ответ набактериальнуюинфекциюИЛ-36γсекретируетсямакрофагамилёгкихпоГольджи-независимому пути в составе микрочастиц и экзосом [69].2.1.6.
Пост-трансляционные модификации и процессинг ИЛ-36Помимо того, что было показано отсутствие сайтов гликозилирования у ИЛ-36РА [11],исследование пост-трансляционных модификаций ИЛ-36 до сих пор сводится, в основном, квопросам их процессинга. Для получения полной биологической активности всем членамгруппы ИЛ-36 необходимо отщепление части аминокислот с N-конца молекулы [134].Предположили, что процессинг ИЛ-36 происходит, как у прочих членов семейства ИЛ-1.
Врезультате такого процессинга N-терминальным а.о. в последовательности остаётся а.о.,расположенный на удалении в 9 а.о. от мотива A-X-Asp (где А – а.о. с алифатическим боковымрадикалом) [4, 46, 134]. Экспериментально доказали, что биологическая активностьпроцессированных таким образом ИЛ-36 возросла в 103-104 раз [134] (Рисунок 3).Рисунок3.ВыравниваниеаминокислотныхпоследовательностейN-концовнепроцессированных молекул ИЛ-36 относительно консенсусной последовательности A-X-Asp[134]. Стрелкой и красным цветом обозначен аминокислотный остаток, который долженостаться N-концевым в результате процессинга молекул интерлейкинов согласно гипотезе.19ВслучаеИЛ-36РАдляподобногопроцессингадостаточновнутриклеточнойметионинаминопептидазы.
В случае ИЛ-36α, β, γ процессинг происходит уже вне клетки спомощью катепсина G, эластазы и протеиназы 3, которые являются протеазами гранулнейтрофилов, поэтому процессинг и активация ИЛ-36 возможны только при дегрануляциинейтрофилов [56]. Однако, при таком процессинге ИЛ-36 отщепляется меньше а.о., чем былопредсказано ранее (Рисунок 4). Биологическая активность ИЛ-36 при таком процессинге ниже,чем при отщеплении а.о. вплоть до 9 а.о. от мотива A-X-Asp [56, 134]. Протеазы, которые моглибы осуществлять такой процессинг ИЛ-36, пока не выявлены.Рисунок 4. Сайты расщепления молекул ИЛ-36 протеазами гранул нейтрофилов.Контакт ИЛ-36 во внеклеточном пространстве с ферментами эластазой и катепсином Gпроисходит не только в свободном межклеточном пространстве, но также в хроматиновыхсетях, образующихся в результате нетоза нейтрофилов [28].
Нетоз (NETosis) – это процесспрограммируемой смерти нейтрофилов, при котором во внешнюю среду выходит хроматиннейтрофилов в виде сети с впутанными в неё молекулами антимикробных белков и протеаз.Этот процесс играет важную роль в иммунном ответе на бактериальную инфекцию [60] иразвитии аутоиммунных заболеваний [20].Процессинг с помощью протеаз нейтрофилов показан и для других членов семействаИЛ-1. Так, ИЛ-1β и ИЛ-18 могут быть активированы вне клетки протеазами нейтрофилов, либовнутри клетки в инфламмасоме с помощью каспазы-1 [91].
ИЛ-37 процессируется каспазой-1[70].202.1.7. Сигналлинг белков семейства ИЛ-1Рецепторы всех цитокинов семейства ИЛ-1, кроме IL-18BP (IL-18 binding protein) и IL1R8, устроены похожим образом. Они состоят из внеклеточного домена, трансмембранногодомена и внутриклеточного Toll/IL-1 receptor (TIR) домена [46]. После связывания лиганда срецептором образовавшийся комплекс связывает корецептор. Внутриклеточные TIR-доменырецептора и корецептора взаимодействуют и активируют содержащие TIR-домен белки внутриклетки, активируя NF-κΒ сигнальный каскад [42].При этом используемые сигнальные путиобщие для всех представителей семейства ИЛ-1 [122]. Такое дублирование эффектовобеспечивает амплификацию сигнала от патогенов без их диссеминации и генерализацииместных эффектов воспаления [122].При активации гетеродимерный рецепторный комплекс присоединяет к себе белокMyD88 и киназы IRAK, которые взаимодействуют с Е3 убиквитин-лигазой TRAF-6.Олигомеризация TRAF-6 активирует 2 альтернативных сигнальных пути, в которых участвуютразличныеMAPKкиназы.Впервомпутипередачасигналаведеткактивациитранскрипционного фактора NF-κB [149].
Другой путь ведет к активации киназ JNK и p38 итранскрипционного фактора AP-1 [38]. В результате активации любого из путей запускаетсятранскрипция генов различных медиаторов воспаления: ИЛ-6, ИЛ-8 и др. [29, 145].ИЛ-1РА и ИЛ-36РА связываются с рецепторами IL-1R1 и IL-36R соответственно, ноблокируют рекрутинг корецептора IL-1RAcP и передачу сигнала [122]. ИЛ-38 подобно ИЛ36РА связывается с IL-36R и блокирует связывание рецептора с активатором ИЛ-36γ [137].Блокада действия ИЛ-1 также может происходить за счет действия рецепторов-ловушек[46].
Рецептор-ловушка IL-1R2 отличаются от обычного рецептора IL-1R1 укороченным TIRдоменом, что позволяет ему связывать лиганды, но не позволяет передавать сигнал. Он такжесуществует в растворимой форме, что позволяет ему связывать лиганды и рекрутировать IL1RAcP в растворе, таким образом не давая лигандам взаимодействовать с IL-1R1. При этом IL1R2 взаимодействует с ИЛ-1α и ИЛ-1β, но не с ИЛ-1РА [46].Описан механизм блокирования сигнала ИЛ-18 с помощью ИЛ-37.
ИЛ-37 способенсвязывать специфический для ИЛ-18 рецептор IL-18Rα [70, 100] и привлекать в качествекорецептора белок IL-1R8, который функционирует как характерный рецептор-ловушка,неспособный к передаче сигнала [164, 166]. Также ИЛ-37 способен связывать растворимыйбелок IL-18BP, образующийся комплекс связывает корецептор ИЛ-18 – IL-18Rβ – и такимобразом блокирует передачу сигнала ИЛ-18 [157]. Рецепторы-ловушки ИЛ-36 пока неизвестны.212.1.8. Биологические функции ИЛ-36ИЛ-36 активируют те же сигнальные пути, что и ИЛ-1.
Функциональные различия ИЛ-36и ИЛ-1 определяются, прежде всего, преимущественной экспрессией генов ИЛ-36 и ихрецептора в эпителиальных тканях [145].ИЛ-36γ стимулирует выработку ФНОα и ИЛ-1β синовиальными фибробластами ихондроцитами [88], выработку ФНО-α, ИЛ-1β и ИЛ-6 фибробластами бронхов [27], ФНО-α,ИЛ-1β, ИЛ-36γ и NOS2 кератиноцитами и фибробластами кожи [155, 163]. Клетки эндотелиячеловека в ответ на обработку ИЛ-36γ вырабатывают провоспалительные цитокины IL-8, CCL2и CCL20, что способствует привлечению Т-клеток (72).ИЛ-36способствуютсозреваниюДКмакрофагальногоиплазмоцитоидногопроисхождения, активируя экспрессию генов цитокинов и хемокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, CCL1,CXCL1, ИЛ-1α, ФНОα, GM-CSF, ИЛ-23, ИЛ-12), а также молекул, необходимых дляпрезентации антигенов: HLA-D, B7.1 и B7.2 [95].
ДК, культивированные в присутствии ИЛ-36,стимулировал Тh1-поляризацию Т-клеток [95]. Кроме того, Тh1-поляризацию Т-клетокнапрямую стимулировало совместное действие ИЛ-36β с ИЛ-12 [138, 139].ИЛ-36 участвуют в ответе организма на вирусные инфекции. В модели гриппа на мышахпосле инфекции наблюдалось резкое повышение продукции ИЛ-36α, но не ИЛ-36γ [8].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
