Chemokines

Chemokines представляют собой небольшие сигнальные белки, которые запускают хемотаксис (миграцию) клеток. Обычно это клетки иммунной системы. Таким образом, хемокины отвечают за эффективное функционирование иммунной системы.

Что такое хемокины?

Хемокины - это небольшие белки, принадлежащие к семейству цитокинов. Они заставляют клетки мигрировать. В основном это иммунные клетки, которые должны быстро добраться до места травмы или инфекции.

Хемокины производятся клетками, которые они должны привлекать. На поверхности этих клеток есть рецепторы, которые позволяют хемокинам стыковаться. Сигнальные молекулы делятся на воспалительные и гомеостатические хемокины. В большинстве случаев хемокины вызывают воспаление. Они привлекают к месту назначения иммунные клетки, которые немедленно запускают там воспалительные процессы, чтобы защитить себя от инфекции. Воспалительные хемокины всегда продуцируются в месте повреждения или инфекции присутствующими там иммунными клетками, чтобы привлечь дополнительные защитные клетки.

Гомеостатические хемокины производятся постоянно, даже когда нет инфекции. Они используются для наблюдения за здоровыми тканями. Хемокины обладают хемотаксическим действием на иммунные клетки, такие как моноциты, макрофаги, кератиноциты, фибробласты, тромбоциты, эндотелиальные клетки, Т-клетки, клетки стомы, нейтрофилы и дендритные клетки. Они также вырабатываются этими клетками в качестве сигнальных веществ, чтобы при необходимости привлечь аналогичные клетки.

Анатомия и строение

Хемокины - это небольшие белковые цепи, содержащие от 75 до 125 аминокислот каждая. На конце цепи находятся один или два остатка цистеина. Цистеин - это серосодержащая аминокислота, которая может образовывать дисульфидные мостики в молекуле. Остатки цистеина теперь образуют сульфидные мостики внутри белковой цепи.

Хотя аминокислотная последовательность в белках семейства хемокинов вариабельна, третичная структура остается одинаковой для всех хемокинов. Основной корпус выполнен в виде трехрядного антипараллельного листа с бета-структурой. Цепь заканчивается на карбоксильном конце альфа-спиралью. Теперь есть остатки цистеина. Эти концевые остатки цистеина могут быть расположены в четырех структурах. Каждая структура символизирует семейство хемокинов. Таким образом, два остатка цистеина могут следовать один за другим. Соответствующее семейство хемокинов называется семейством CC. Если между остатками цистеина переключается другая аминокислота, это семейство CXC. Семейство CX3C содержит два остатка цистеина, разделенных тремя аминокислотами.

Наконец, существует семейство с остатком цистеина, известное как семейство C. Все остатки цистеина образуют сульфидный мостик внутри цепи. Отдельные семейства хемокинов выполняют разные функции. Точная структура хемокинов до сих пор полностью не изучена. Хемокинам не обязательно нужна тканевая жидкость или кровь для выполнения своей функции. Они также могут передавать свои сигналы через твердые структуры через градиенты концентрации. Благодаря положительному заряду многих основных аминокислот они связываются с отрицательно заряженной молекулой сахара (гликозаминоглюканом) на поверхности клеток. Пока неясно, почему они теряют свою функцию, когда больше не могут связываться с гликозаминоглюканом.

Функции и задачи

Основная функция хемокинов - привлекать определенные иммунные клетки в те места в теле, которые в настоящее время подвергаются более высокому уровню защиты от инфекционных нарушителей. Это делает иммунный ответ более эффективным. В большинстве случаев они также обеспечивают развитие значительных воспалительных реакций, чтобы предотвратить инфекцию. Они генерируются на месте травмы или инфекции уже присутствующими там иммунными клетками.

Теперь привлеченные клетки движутся к максимальной концентрации хемокинов. Соответствующие хемокиновые рецепторы расположены на их поверхности. Хемокины связываются с этими рецепторами и, таким образом, запускают миграцию клеток в сторону максимальной концентрации хемокинов. Однако каждое семейство хемокинов связывается со своими собственными рецепторами.Семейство CC обеспечивает миграцию моноцитов, лимфоцитов, а также базофилов и эозинофилов. Семейство CXC отвечает за ангиогенез (рост кровеносных сосудов). Семейство CX3C играет роль в воспалительных процессах нервной системы. Наконец, хемокины C активируют Т-клетки CD8 и NK-клетки (естественные клетки-киллеры).

Здесь вы можете найти свое лекарство

болезни

Если взаимодействие хемокинов и хемокиновых рецепторов нарушено, иммунная система дает сбой. Часто из-за мутации соответствующего рецептора он больше не подходит для стыковки хемокинов. Это означает, что иммунные клетки больше нельзя привлекать в критических ситуациях.

Затем эта неисправность проявляется в виде иммунной недостаточности. Так называемый синдром WHIM, особый иммунодефицит, может быть связан с дефектом хемокиновых рецепторов. Это заболевание проявляется повторяющимися вирусными и бактериальными инфекциями. Пациенты проявляют особую восприимчивость к вирусу папилломы человека, инфекция которого выражается в виде бородавок. Костный мозг полон клеток-предшественников Т, но они не мигрируют к участкам инфекции. Также возможна избирательная недостаточность иммунитета против определенных патогенов. Например, если рецептор хемокина из семейства CC мутирован, существует особая восприимчивость к вирусу Западного Нила. В случае мутации тот же рецептор также обеспечивает наследственный иммунитет к вирусу HI.

Определенные мутации в области хемокиновых рецепторов также могут быть частично ответственны за аутоиммунные заболевания или аллергии. Избыточное производство некоторых хемокинов также может привести к болезни. Было обнаружено, что развитие псориаза (псориаза) связано с гиперпродукцией хемокина CXC IL-8. Ревматоидный артрит также возникает вместе с гиперпродукцией IL-8. Атеросклеротические изменения часто являются результатом чрезмерных воспалительных процессов, которые иногда вызваны повышенной активностью хемокинов.