Коллектины ( лектины C-типа, содержащие коллаген ) являются частью врожденной иммунной системы . Они образуют семейство коллагеновых Са 2+ -зависимых защитных лектинов , обнаруженных у животных. Коллектины представляют собой растворимые рецепторы распознавания образов (PRR). Их функция заключается в связывании с олигосахаридной структурой или липидами, находящимися на поверхности микроорганизмов. Как и другие PRR, они связывают молекулярные структуры, связанные с патогенами (PAMP), и молекулярные структуры, связанные с опасностями (DAMP), олигосахаридного происхождения. Связывание коллектинов с микроорганизмами может запускать устранение микроорганизмов путем агрегации , комплементаактивация, опсонизация , активация фагоцитоза или ингибирование роста микробов. Другими функциями коллектинов являются модуляция воспалительных , аллергических реакций , адаптивной иммунной системы и клиренс апоптотических клеток .
Состав
Функционально коллекционы являются тримерами. Мономерная субъединица состоит из четырех частей:
- цистеин -богатая домен на N-конце
- коллагеноподобный домен
- биспиральный домен шеи
- лектиновый домен C-типа, который также называют доменом узнавания углеводов (CRD)
Распознавание определенных частей микроорганизма опосредовано CRD в присутствии кальция. [1] [2] Аффинность взаимодействия между микробами и коллектинами зависит от степени олигомеризации коллектина, а также от плотности лигандов на поверхности микроба. [3]
Типы коллекционеров
Выявлено девять типов коллекций:
- MBL = маннан-связывающий лектин (манно-связывающий лектин)
- SP-A = сурфактантный белок A
- SP-D = сурфактантный белок D
- CL-L1 = собирательная печень 1
- CL-P1 = собираемая плацента 1
- CL-43 = конглютинин коллектин 43 кДа
- CL-46 = сбор 46 кДа
- CL-K1 = собирательная почка 1
- Конглютинин
CL-43, CL-46 и конглютинин обнаружены у крупного рогатого скота.
Функция
Агрегирование
Коллектины могут связываться с поверхностью микроорганизмов и между углеводными лигандами. Благодаря этим свойствам взаимодействие может приводить к агрегации. [4] [5]
Опсонизация и активация фагоцитоза
Коллектины могут действовать как опсонины. Между коллектинами и рецепторами фагоцитарных клеток существует специфическое взаимодействие, которое может привести к увеличению клиренса микроорганизмов. [6] [7] [8] MBL может связываться с микроорганизмами, и это взаимодействие может приводить к опсонизации через активацию комплемента [9] или может напрямую опсонизировать микроорганизм. [10] SP-A и SP-D также могут взаимодействовать с микроорганизмами и фагоцитарными клетками для усиления фагоцитоза микроорганизма. [11]
Подавление роста микробов
Коллектины влияют на выживание микроорганизмов. SP-A и SP-D могут связываться с LPS (липополисахаридом) как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий. SP-A и SP-D могут увеличивать проницаемость мембраны грамотрицательных бактериальных клеток. [12]
Модуляция воспалительных реакций
SP-A и SP-D могут подавлять индукцию воспаления LPS или эндотоксином . Это может быть вызвано удалением ЛПС или связыванием ЛПС с рецептором CD14 на макрофагах, которые могут блокировать воспалительную реакцию. [13] [14] [15] SP-A также может связываться с TLR2 (toll-подобным рецептором 2). Это взаимодействие вызывает снижение продукции TNF-α (фактора некроза опухоли-α) альвеолярными макрофагами, стимулированными пептидогликаном . [16] SP-A и SP-D могут модулировать продукцию цитокинов. Они регулируют производство активных форм кислорода и азота, которые очень важны для фагоцитарных клеток. [17] [18] [19] SP-A и SP-D выполняют функцию хемоаттрактантов для альвеолярных нейтрофилов и моноцитов . [20] MBL может распознавать пептидогликан через N-ацетилглюкозамин . Это взаимодействие приводит к ингибированию лиганд-индуцированного воспалительного процесса за счет продукции хемокинов макрофагами. [21]
Модуляция адаптивной иммунной системы
SP-A и SP-D могут подавлять выработку активированных Т-лимфоцитов и IL-2 (интерлейкина-2). [22] [23] SP-D увеличивает презентацию бактериального антигена дендритными клетками [24], тогда как SP-A блокирует дифференциацию незрелых дендритных клеток. [25]
Модуляция аллергической реакции
Коллектины SP-A и SP-D обладают противоаллергическим действием: они ингибируют связывание IgE с аллергенами , уменьшают высвобождение гистамина из базофилов и подавляют продукцию Т-лимфоцитов в поздней фазе воспаления. [26] [27] [28]
Апоптоз
Коллектины SP-A и SP-D увеличивают клиренс апоптотических клеток макрофагами. [29] [30]
Активация комплемента
Коллектины связаны с активацией лектинового пути активации комплемента. Вначале происходит связывание коллектина с PAMP или DAMP. Коллектин MBL участвует в активации пути комплемента лектина. [31] [32] Есть три сериновые протеазы, MASP-1, 2 и 3 ( MBL-ассоциированные сериновые протеазы ), которые участвуют в активации лектинового пути. MASP-2 обладает активностью расщепления и важен для образования конвертаз лектина C3 и C5 и для активации комплемента. [33] [34] [35]
Отзывы
Для получения дополнительной информации и подробностей см. Обзоры: [36] [37] [38]
Рекомендации
- ^ Вайс, Висконсин; Г. В. Кричлоу; HM Murthy; WA Hendrickson; К. Дрикамер (1991-11-05). «Физическая характеристика и кристаллизация домена распознавания углеводов маннозо-связывающего белка крысы» . Журнал биологической химии . 266 (31): 20678–20686. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (18) 54762-1 . ISSN 0021-9258 . PMID 1939118 .
- ^ Вайс, Висконсин; К. Дрикамер; В.А. Хендриксон (1992-11-12). «Структура связывающего маннозу белка C-типа в комплексе с олигосахаридом». Природа . 360 (6400): 127–134. DOI : 10.1038 / 360127a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 1436090 .
- ^ Ли, RT; Y Ichikawa; M Fay; К. Дрикамер; MC Shao; YC Lee (15 марта 1991 г.). «Лиганд-связывающие характеристики маннозосвязывающего белка крысиного сывороточного типа (MBP-A). Гомология архитектуры сайта связывания с лектинами печени млекопитающих и кур» . Журнал биологической химии . 266 (8): 4810–4815. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (19) 67721-5 . ISSN 0021-9258 . PMID 2002028 .
- ^ Фергюсон, Дж. С.; DR Voelker; FX McCormack; LS Schlesinger (1999-07-01). «Поверхностно-активный белок D связывается с бациллами Mycobacterium tuberculosis и липоарабиноманнаном посредством углеводно-лектиновых взаимодействий, что приводит к снижению фагоцитоза бактерий макрофагами». Журнал иммунологии . 163 (1): 312–321. ISSN 0022-1767 .
- ^ Schelenz, S; Р Малхотра; РБ Сим; У Холмсков; Дж. Дж. Бэнкрофт (сентябрь 1995 г.). «Связывание коллектинов хозяина с патогенными дрожжами Cryptococcus neoformans: человеческий сурфактантный белок D действует как агглютинин для клеток акапсулярных дрожжей» . Инфекция и иммунитет . 63 (9): 3360–3366. DOI : 10.1128 / IAI.63.9.3360-3366.1995 . ISSN 0019-9567 . PMC 173462 . PMID 7642263 .
- ^ Макнили, ТБ; Дж. Д. Кунрод (июль 1994 г.). «Агрегация и опсонизация типа A, но не типа B Hemophilus influenzae, поверхностно-активным белком A». Американский журнал респираторной клетки и молекулярной биологии . 11 (1): 114–122. DOI : 10,1165 / ajrcmb.11.1.8018334 . ISSN 1044-1549 . PMID 8018334 .
- ^ О'Риордан, DM; JE Standing; KY Kwon; Д Чанг; EC Крауч; А. Х. Лимпер (июнь 1995 г.). «Поверхностно-активный белок D взаимодействует с Pneumocystis carinii и опосредует прикрепление организма к альвеолярным макрофагам» . Журнал клинических исследований . 95 (6): 2699–2710. DOI : 10.1172 / JCI117972 . ISSN 0021-9738 . PMC 295953 . PMID 7769109 .
- ^ Офек, я; Месика; М Калина; Y Keisari; Р Подщун; H Sahly; Д Чанг; Д. МакГрегор; Э. Крауч (январь 2001 г.). «Поверхностно-активный белок D усиливает фагоцитоз и убивает неинкапсулированные фазовые варианты Klebsiella pneumoniae» . Инфекция и иммунитет . 69 (1): 24–33. DOI : 10.1128 / IAI.69.1.24-33.2001 . ISSN 0019-9567 . PMC 97851 . PMID 11119485 .
- ^ Холмсков, Уффе; Штеффен Тиль; Йенс Ц. Йенсениус (2003). «Коллекции и фиколины: гуморальные лектины врожденной иммунной защиты». Ежегодный обзор иммунологии . 21 : 547–578. DOI : 10.1146 / annurev.immunol.21.120601.140954 . ISSN 0732-0582 . PMID 12524383 .
- ^ Кульман, М; K Столяр; Р.А. Эзековиц (1989-05-01). «Человеческий белок, связывающий маннозу, функционирует как опсонин» . Журнал экспериментальной медицины . 169 (5): 1733–1745. DOI : 10,1084 / jem.169.5.1733 . ISSN 0022-1007 . PMC 2189296 . PMID 2469767 .
- ^ Hartshorn, KL; E Крауч; MR Белый; ML Colamussi; Какканатт; Б. Таубер; V пастырь; К.Н. Састрый (июнь 1998 г.). «Легочные сурфактантные белки A и D усиливают захват нейтрофилов бактериями». Американский журнал физиологии . 274 (6, часть 1): L958–969. DOI : 10.1152 / ajplung.1998.274.6.L958 . ISSN 0002-9513 . PMID 9609735 .
- ^ Ву, Хуэйсин; Александр Кузьменко; Сиджу Ван; Линдси Шаффер; Элисон Вайс; Джеймс Х. Фишер; Кван Сик Ким; Фрэнсис X МакКормак (май 2003 г.). «Поверхностно-активные белки A и D подавляют рост грамотрицательных бактерий за счет увеличения проницаемости мембран» . Журнал клинических исследований . 111 (10): 1589–1602. DOI : 10.1172 / JCI16889 . ISSN 0021-9738 . PMC 155045 . PMID 12750409 .
- ^ ван Розендаал, Б.А.; СН ван де Лест; M van Eijk; Л. М. ван Голде; WF Voorhout; HP van Helden; HP Haagsman (30 августа 1999 г.). «Аэрозольный эндотоксин немедленно связывается легочным сурфактантным белком D in vivo». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная основа болезни . 1454 (3): 261–269. DOI : 10.1016 / s0925-4439 (99) 00042-3 . ISSN 0006-3002 . PMID 10452960 .
- ^ Borron, P; JC McIntosh; Т.Р. Корфхаген; Дж. А. Уитсетт; Дж. Тейлор; Дж. Р. Райт (апрель 2000 г.). «Связанный с поверхностно-активным веществом белок А ингибирует LPS-индуцированную продукцию цитокинов и оксида азота in vivo». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 278 (4): L840–847. DOI : 10,1152 / ajplung.2000.278.4.l840 . ISSN 1040-0605 . PMID 10749762 .
- ^ Сано, Н; H Chiba; Д Иваки; H Sohma; DR Voelker; И Куроки (21 июля 2000 г.). «Поверхностно-активные белки A и D связывают CD14 по разным механизмам» . Журнал биологической химии . 275 (29): 22442–22451. DOI : 10.1074 / jbc.M001107200 . ISSN 0021-9258 . PMID 10801802 .
- ^ Мураками, Сейджи; Дайсуке Иваки; Хироаки Мицудзава; Хитоми Сано; Хироки Такахаши; Деннис Р. Фолькер; Тоёаки Акино; Ёсио Куроки (01.03.2002). «Поверхностно-активный белок А ингибирует индуцированную пептидогликаном секрецию фактора некроза опухоли-альфа в клетках U937 и альвеолярных макрофагах путем прямого взаимодействия с толл-подобным рецептором 2» . Журнал биологической химии . 277 (9): 6830–6837. DOI : 10.1074 / jbc.M106671200 . ISSN 0021-9258 . PMID 11724772 .
- ^ Тино, MJ; Дж. Р. Райт (1998-11-19). «Взаимодействие сурфактантного белка А с эпителиальными клетками и фагоцитами». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Молекулярная основа болезни . 1408 (2–3): 241–263. DOI : 10.1016 / s0925-4439 (98) 00071-4 . ISSN 0006-3002 . PMID 9813349 .
- ^ Райт, младший (октябрь 1997 г.). «Иммуномодулирующие функции сурфактанта». Физиологические обзоры . 77 (4): 931–962. DOI : 10.1152 / Physrev.1997.77.4.931 . ISSN 0031-9333 . PMID 9354809 .
- ^ Крауч, E; Дж. Р. Райт (2001). «Поверхностно-активные белки a и d и легочная защита хозяина». Ежегодный обзор физиологии . 63 : 521–554. DOI : 10.1146 / annurev.physiol.63.1.521 . ISSN 0066-4278 . PMID 11181966 .
- ^ Тино, MJ; Дж. Р. Райт (январь 1999 г.). «Поверхностно-активные белки A и D специфически стимулируют направленные актиновые ответы в альвеолярных макрофагах». Американский журнал физиологии . 276 (1, часть 1): L164–174. DOI : 10.1152 / ajplung.1999.276.1.L164 . ISSN 0002-9513 . PMID 9887069 .
- ^ Надесалингам, Джейа; Алистер В. Доддс; Кеннет Б.М. Рид; Надес Паланияр (1 августа 2005 г.). «Связывающий маннозу лектин распознает пептидогликан через фрагмент N-ацетилглюкозамина и ингибирует индуцированный лигандом провоспалительный эффект и способствует продукции хемокинов макрофагами» . Журнал иммунологии . 175 (3): 1785–1794. DOI : 10.4049 / jimmunol.175.3.1785 . ISSN 0022-1767 . PMID 16034120 .
- ^ Borron, P; FX McCormack; BM Elhalwagi; ZC Chroneos; Дж. Ф. Льюис; S Zhu; JR Wright; В.Л. Шепард; Ф. Поссмайер; К. Инчли; LJ Fraher (октябрь 1998 г.). «Поверхностно-активный белок А подавляет пролиферацию Т-клеток через свой коллагеноподобный хвост и рецептор 210 кДа». Американский журнал физиологии . 275 (4 Pt 1): L679–686. DOI : 10.1152 / ajplung.1998.275.4.L679 . ISSN 0002-9513 . PMID 9755099 .
- ^ Borron, PJ; EC Крауч; Дж. Ф. Льюис; JR Wright; Ф. Поссмайер; LJ Fraher (1 ноября 1998 г.). «Рекомбинантный крысиный сурфактант-ассоциированный белок D ингибирует пролиферацию Т-лимфоцитов человека и продукцию IL-2». Журнал иммунологии . 161 (9): 4599–4603. ISSN 0022-1767 . PMID 9794387 .
- ^ Brinker, KG; Э. Мартин; P Borron; E Mostaghel; Си Дойл; CV Harding; Дж. Р. Райт (декабрь 2001 г.). «Поверхностно-активный белок D усиливает презентацию бактериального антигена дендритными клетками костного мозга». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 281 (6): L1453–1463. DOI : 10,1152 / ajplung.2001.281.6.l1453 . ISSN 1040-0605 . PMID 11704542 .
- ^ Бринкер, Карен Джи; Холли Гарнер; Джо Рэй Райт (январь 2003 г.). «Поверхностно-активный белок А модулирует дифференцировку дендритных клеток, полученных из костного мозга мышей». Американский журнал физиологии. Клеточная и молекулярная физиология легких . 284 (1): L232–241. DOI : 10,1152 / ajplung.00187.2002 . ISSN 1040-0605 . PMID 12388334 .
- ^ Сильный, P; KBM Reid; Х. Кларк (октябрь 2002 г.). «Интраназальная доставка усеченного рекомбинантного человеческого SP-D эффективна при подавлении аллергической гиперчувствительности у мышей, сенсибилизированных к аллергенам Aspergillus fumigatus» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 130 (1): 19–24. DOI : 10.1046 / j.1365-2249.2002.01968.x . ISSN 0009-9104 . PMC 1906502 . PMID 12296848 .
- ^ Ван, JY; У Кишор; BL Lim; P Strong; КБ Рид (ноябрь 1996 г.). «Взаимодействие белков A и D сурфактанта легких человека с аллергенами клещей (Dermatophagoides pteronyssinus)» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 106 (2): 367–373. DOI : 10.1046 / j.1365-2249.1996.d01-838.x . ISSN 0009-9104 . PMC 2200585 . PMID 8918587 .
- ^ Ван, JY; CC Shieh; PF You; HY Lei; КБ Рид (август 1998 г.). «Ингибирующее действие белков легочного сурфактанта A и D на индуцированную аллергеном пролиферацию лимфоцитов и высвобождение гистамина у детей с астмой». Американский журнал респираторной медицины и реанимации . 158 (2): 510–518. DOI : 10,1164 / ajrccm.158.2.9709111 . ISSN 1073-449X . PMID 9700129 .
- ^ Вандивье, Р. Уильям; Кэрол Энн Огден; Валери А Фадок; Питер Р. Хоффманн; Кевин К. Браун; Марина Ботто; Марк Дж. Уолпорт; Джеймс Х. Фишер; Питер М. Хенсон; Келли Е. Грин (2002-10-01). «Роль сурфактантных белков A, D и C1q в клиренсе апоптотических клеток in vivo и in vitro: кальретикулин и CD91 как общий рецепторный комплекс коллектина» . Журнал иммунологии . 169 (7): 3978–3986. DOI : 10.4049 / jimmunol.169.7.3978 . ISSN 0022-1767 . PMID 12244199 .
- ^ Шагат, TL; JA Wofford; JR Wright (15 февраля 2001 г.). «Поверхностно-активный белок А усиливает фагоцитоз апоптозных нейтрофилов альвеолярными макрофагами» . Журнал иммунологии . 166 (4): 2727–2733. DOI : 10.4049 / jimmunol.166.4.2727 . ISSN 0022-1767 . PMID 11160338 .
- ^ Schwaeble, Вильгельм; Мадс Р. Даль; Штеффен Тиль; Кордула Стовер; Йенс Ц. Йенсениус (сентябрь 2002 г.). «Маннан-связывающие лектин-ассоциированные сериновые протеазы (MASP) и MAp19: четыре компонента комплекса активации лектинового пути, кодируемого двумя генами». Иммунобиология . 205 (4–5): 455–466. DOI : 10.1078 / 0171-2985-00146 . ISSN 0171-2985 . PMID 12396007 .
- ^ Фудзита, Тейзо (май 2002 г.). «Эволюция пути лектин-комплемент и его роль в врожденном иммунитете». Обзоры природы. Иммунология . 2 (5): 346–353. DOI : 10.1038 / nri800 . ISSN 1474-1733 . PMID 12033740 .
- ^ Schwaeble, Вильгельм; Мадс Р. Даль; Штеффен Тиль; Кордула Стовер; Йенс Ц. Йенсениус (сентябрь 2002 г.). «Маннан-связывающие лектин-ассоциированные сериновые протеазы (MASP) и MAp19: четыре компонента комплекса активации лектинового пути, кодируемого двумя генами». Иммунобиология . 205 (4–5): 455–466. DOI : 10.1078 / 0171-2985-00146 . ISSN 0171-2985 . PMID 12396007 .
- ^ Тиль, S; Т. Воруп-Йенсен; CM Stover; W Schwaeble; С.Б. Лаурсен; К. Поульсен; AC Willis; П. Эгглтон; С. Хансен; У Холмсков; КБ Рид; JC Jensenius (1997-04-03). «Вторая сериновая протеаза, связанная с маннан-связывающим лектином, активирующая комплемент». Природа . 386 (6624): 506–510. DOI : 10.1038 / 386506a0 . ISSN 0028-0836 . PMID 9087411 .
- ^ Schwaeble, Wilhelm J; Николас Дж. Линч; Джеймс Э. Кларк; Майкл Марбер; Нилеш Дж. Самани; Юсиф Мохаммед Али; Томас Дудлер; Брайан Родитель; Карл Лотта; Рассел Уоллис; Конрад Фаррар; Стивен Сакс; Хэкён Ли; Мин Чжан; Дайсуке Иваки; Минору Такахаши; Тейзо Фудзита; Кларк Э. Тедфорд; Cordula M Stover (03.05.2011). «Нацеливание на маннан-связывающую лектин-ассоциированную сериновую протеазу-2 обеспечивает защиту от ишемии / реперфузионного повреждения миокарда и желудочно-кишечного тракта» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (18): 7523–7528. DOI : 10.1073 / pnas.1101748108 . ISSN 1091-6490 . PMC 3088599 . PMID 21502512 .
- ^ ван де Ветеринг, Дж. Коенрад; Ламберт М.Г. ван Голде; Джозеф Дж. Батенбург (апрель 2004 г.). «Коллектины: игроки врожденной иммунной системы» . Европейский журнал биохимии / FEBS . 271 (7): 1229–1249. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.2004.04040.x . ISSN 0014-2956 . PMID 15030473 .
- ^ Гупта, Гарима; Авадхеша Суролия (май 2007 г.). «Коллектины: стражи врожденного иммунитета». BioEssays . 29 (5): 452–464. DOI : 10.1002 / bies.20573 . ISSN 0265-9247 . PMID 17450595 .
- ^ Наяк, Аннапурна; Эсвари Додагатта-Марри; Энтони Джордж Цолаки; Удай Кишор (2012). «Понимание разнообразных ролей поверхностно-активных белков, SP-A и SP-D в врожденном и адаптивном иммунитете» . Границы иммунологии . 3 : 131. DOI : 10.3389 / fimmu.2012.00131 . ISSN 1664-3224 . PMC 3369187 . PMID 22701116 .