趋化因子:结构,功能与疾病

趋化因子是小信号 蛋白质 触发细胞的趋化性(迁移运动)。 在大多数情况下,这些细胞是免疫细胞。 因此,趋化因子负责有效功能 免疫系统.

什么是趋化因子?

趋化因子很小 蛋白质 属于细胞因子家族。 它们导致细胞迁移。 主要是这些免疫细胞需要快速到达适当的损伤或感染部位。 趋化因子由它们也打算吸引的细胞产生。 在这些细胞的表面上有使趋化因子停靠的受体。 信号 分子 分为炎症趋化因子和稳态趋化因子。 在大多数情况下,它们是炎性趋化因子。 它们将免疫细胞吸引到目的地,从而立即触发那里的炎症过程以抵御感染。 炎症趋化因子总是在损伤或感染部位由存在于那里的免疫细胞产生,以吸引更多的防御细胞。 即使在没有感染的情况下,也会不断产生稳态趋化因子。 它们用于监测健康组织。 趋化因子对这些免疫细胞具有趋化作用,例如 单核细胞, 巨噬细胞, 角质细胞, 成纤维细胞, 血小板、内皮细胞、T细胞、气孔细胞、嗜中性粒细胞和树突细胞。 它们也作为信号物质由这些细胞产生,以在需要时吸引类似细胞。

解剖结构

趋化因子是 75 到 125 的小蛋白质链 氨基酸 每个。 在链的末端是一两个 cysteine 残留物。 半胱氨酸 是一个 - 含可形成二硫键的氨基酸 桥梁 在分子中。 这 cysteine 残留物现在形成硫化物 桥梁 蛋白质链内。 然而,虽然氨基酸序列在趋化因子家族中是可变的 蛋白质,所有趋化因子的三级结构保持不变。 主体形成为具有β结构的三链反平行小叶。 在羧基末端,链以α螺旋结束。 这是半胱氨酸残基现在所在的位置。 这些末端半胱氨酸残基的排列方式有四种结构。 每个结构都象征着一个趋化因子家族。 因此,两个半胱氨酸残基可以直接紧跟在彼此之后。 相应的趋化因子家族称为CC家族。 如果另一个氨基酸在半胱氨酸残基之间切换,则它是 CXC 家族。 CX3C 家族包含两个半胱氨酸残基,中间由三个 氨基酸. 最后,还有一个只有一个半胱氨酸残基的家族,称为C家族。 所有半胱氨酸残基在链内形成硫桥。 各个趋化因子家族具有不同的功能。 趋化因子的确切结构仍未完全了解。 趋化因子不一定需要组织液或 血液 来履行他们的职责。 它们还可以通过固体结构传输信号 浓度 梯度。 这样做时,它们与许多基本的正电荷结合 氨基酸 带负电 分子(糖胺葡聚糖)在细胞表面。 当它们不再与糖胺葡聚糖结合时,它们为何会失去功能尚不清楚。

功能与任务

趋化因子的主要功能是将特定的免疫细胞吸引到目前对感染性入侵者具有较高防御水平的身体部位。 这使得免疫反应更有效。 因此,在大多数情况下,它们还确保产生显着的炎症反应以抵抗感染。 它们是在受伤或感染部位由已经存在的免疫细胞产生的。 现在吸引的细胞向最高处移动 浓度 趋化因子。 相应的趋化因子受体位于其表面。 趋化因子与这些受体结合,触发细胞向最高处迁移 浓度 趋化因子。 然而,每个趋化因子家族都与其自身的受体结合。 例如,CC 系列确保迁移 单核细胞, 淋巴细胞和嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。 CXC家族负责的血管生成(生长 血液 船舶)。 CX3C 家族在炎症过程中发挥作用 神经系统.最后,C-趋化因子激活 CD8 T 细胞和 NK 细胞(自然杀伤细胞)。

疾病

当趋化因子和趋化因子受体之间的相互作用受到干扰时, 免疫系统 故障。 通常,由于相应受体的突变,它不再适合趋化因子的对接。 这意味着在决定性的情况下不再能吸引免疫细胞。 这种故障然后表现为免疫缺陷。 例如,所谓的 WHIM 综合征,一种特定的免疫缺陷,是由于趋化因子受体缺陷造成的。 这种疾病表现为反复的病毒和细菌感染。 患者对人乳头瘤病毒表现出特别的易感性,其感染表现为 。 该 骨髓 充满了 T 前体细胞,但这些细胞不会迁移到感染部位。 针对某些特定的选择性免疫缺陷 病原体 也是可能的。 例如,CC 家族趋化因子受体的突变导致对 西尼罗河病毒. 然而,相同的受体在发生突变时也会提供对 HIV 的遗传免疫。 趋化因子受体区域的某些突变也可以部分负责 自身免疫性疾病 或过敏。 某些趋化因子的过度产生也可以 到疾病。 例如,开发 银屑病 已发现与 CXC 趋化因子 IL-8 的过度产生有关。 类风湿 关节炎 也与 IL-8 的过量产生一起发生。 动脉粥样硬化的变化通常是过度炎症过程的结果,有时是由趋化因子活性增加引起的。