Charakterystyka cytokin, typy, funkcje, przykłady

Cytokiny albo Cytokiny Są to białko lub rozpuszczalne glikoproteiny sygnalizacyjne wytwarzane przez różne typy komórek w organizmie, szczególnie przez komórki układu odpornościowego, takie jak leukocyty: neutrofile, monocyty, makrofagi i limfocyty (komórki B i komórki T).

W przeciwieństwie do innych czynników związkowych dla określonych receptorów, które wyzwalają długie i złożone wodospad oznakowania.

Struktura rekombinowanej cytoquiny ludzi znanych interferonów alfa (źródło: Nevit Dilmen [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/)] przez Wikimedia Commons)

Te rozpuszczalne czynniki wiążą się z receptorami, które bezpośrednio aktywują białka, które mają bezpośrednie funkcje w transkrypcji genów, ponieważ są w stanie wejść do jądra i stymulować transkrypcję określonego zestawu genów.

Pierwsze cytokiny zostały odkryte ponad 60 lat temu. Jednak charakterystyka molekularna wielu z nich była dość tylna. Nerwowy czynnik wzrostu, interferon i interleucyna 1 (IL-1) były pierwszymi opisanymi cytokinami.

Nazwa „cytoquina” jest terminem ogólnym, ale w literaturze rozróżnienia są dokonywane w odniesieniu do komórki, która je wytwarza. Zatem istnieją limfocyny (wytwarzane przez limfocyty), monocyny (wytwarzane przez monocyty), interleukiny (wytwarzane przez leukocyt i działające na inne leukocyty) itp.

Są szczególnie obfite u zwierząt kręgowców, ale ich istnienie zostało określone u niektórych bezkręgowców. Na przykład w ciele ssaka mogą mieć ze sobą addytywne, synergistyczne, antagonistyczne funkcje, a nawet.

Mogą mieć działanie samooboczne, to znaczy działają na tej samej komórce, która je produkuje; lub parakryna, co oznacza, że ​​są one wytwarzane przez rodzaj komórek i działają na innych wokół nich.

[TOC]

Charakterystyka i struktura

Wszystkie cytokiny są „plejotropowe”, to znaczy mają więcej niż jedną funkcję w więcej niż jednym typu komórki. Wynika to z faktu, że receptory reagujące na te białka są wyrażane w wielu różnych typach komórek.

Ustalono, że istnieje pewna funkcjonalna redundancja wśród wielu z nich, ponieważ kilka rodzajów cytokin może mieć zbieżne efekty biologiczne i stwierdzono, że jest to związane z podobieństwami sekwencji w ich receptorach.

Podobnie jak wielu posłańców w procesach sygnalizacji komórkowej, cytokiny mają potężne działania w bardzo niskich stężeniach, tak niskie, że mogą znajdować się w zakresie nanomolarnym i femtomolarnym dzięki faktowi, że ich receptory są z nimi bardzo powiązane.

Niektóre cytokiny wykonują swoje funkcje jako część „wodospadu” cytokin. Oznacza to, że działają one w synergii, a jej regulacja często zależy od innych cytokin hamujących i dodatkowych czynników regulacyjnych.

Ekspresja genów kodujących cytokiny

Niektóre cytokiny pochodzą z konstytutywnych genów ekspresji, ponieważ na przykład konieczne jest utrzymanie stałych poziomów krwiotwórczych.

Może ci służyć: GLUT1: Charakterystyka, struktura, funkcje

Niektóre z tych białek o konstytutywnej ekspresji to erytropoetyna, interleucyna 6 (IL-6) i niektóre czynniki stymulacji kolonii komórkowych, które przyczyniają się do różnicowania wielu białych krwinek.

Inne cytokiny są wstępnie zintegrowane i przechowywane, takie jak granulki cytozolowe, białka błonowe lub skomplikowane z białkami związkowymi na powierzchni komórkowej lub macierzy pozakomórkowej.

Wiele bodźców molekularnych pozytywnie reguluje ekspresję genów kodujących cytokiny. Istnieją niektóre z tych cząsteczek, które zwiększają ekspresję genów innych cytokin, a także wiele, które mają funkcje hamujące, które ograniczają działanie innych cytokin.

Kontrola przetwarzania

Funkcja cytokin jest również kontrolowana przez przetwarzanie form prekursorowych tych białek. Wiele z nich jest początkowo wytwarzanych jako kompleksowe aktywne białka błony, które zasługują na proteolityczny klivaje, aby stać się czynnikami rozpuszczalnymi.

Przykładem cytokin pod tego typu kontroli produkcji to czynnik wzrostu naskórka EGF (angielski ”IPidermal GRowth Faktor"), Czynnik wzrostu guza TGF (angielski "TUmoral GRowth Faktor"), Interleucyna 1β (IL-1β) i czynnik martwicy nowotworów TNFα (angielski ”Guz NEkroza Faktor").

Inne cytokiny są wydzielane jako nieaktywne prekursory, które muszą być enzymeatycznie ścigane do aktywacji, a niektóre enzymy odpowiedzialne za przetwarzanie niektórych cytokin obejmują białka rodziny proteazy Cisteín.

Generale strukturalne

Cytokiny mogą mieć bardzo zmienne ciężary, tak bardzo, że zasięg został zdefiniowany między około 6 kDa a 70 kDa.

Białka te mają niezwykle zmienne struktury, które mogą składać się z baryłek śmigła alfa, złożonych struktur β-płytek równoległych lub przeciwparallów itp.

Chłopaki

Istnieje kilka rodzajów rodzin cytokin, a liczba ta wciąż rośnie, biorąc pod uwagę wielką różnorodność białek o podobnych funkcjach i cechach.

Jego nomenklatura pochodzi z dowolnej relacji systematycznej, ponieważ jego identyfikacja była oparta na różnych parametrach: jego pochodzeniu, początkowym teście, który go zdefiniował i jego funkcje, między innymi.

Obecny konsensus dla klasyfikacji cytokin jest zasadniczo oparty na strukturze ich białek odbiorczych, które są zawarte w niewielkiej liczbie rodzin o bardzo zachowanych cechach. Zatem istnieje sześć rodzin receptorów cytokin, które są pogrupowane według podobieństw w sekwencji ich części cytozolowych:

1. Receptory typu I (receptory hematopoetyny): obejmują one cytokiny interleukiny 6R i 12 R (IL-6R i IL-12R) oraz inne czynniki zaangażowane w stymulowanie tworzenia okrężnicy komórkowej. Mają swój wpływ na aktywację komórek B i T.
2. Receptory typu II (receptory interferonu): Te cytokiny mają funkcje przeciwwirusowe, a receptory są związane z białkiem fibronektyny.
3. Receptory TNF (czynnik martwicy nowotworów, angielski ”TUmar NEkroza Faktor"): Są to cytokiny „pro -infapalne”, wśród których są czynniki znane jako p55 TNFR, CD30, CD27, DR3, DR4 i inne.
4. Receptory Toll/IL-1: Ta rodzina ma wiele prozapalnych interleukin i ich receptory zwykle mają bogate regiony leucyn w swoich segmentach pozakomórkowych.
5. Receptory kinazy tyrozynowej: W tej rodzinie istnieje wiele cytokin z funkcjami czynników wzrostu, takich jak czynniki wzrostu nowotworu (TGF) i inne białka promujące kolonie komórkowe.
6. Receptory chemioquine: cytokiny tej rodziny mają zasadniczo funkcje chemotaktyczne, a jej receptory mają ponad 6 segmentów transbłonowych.

Może ci służyć: dwustronne lub rozszczepienia binarne

Receptory cytocyny mogą być rozpuszczalne lub być przymocowane do błony. Rozpuszczalne receptory mogą regulować aktywność tych białek działających jako agonistowie lub antagonistów w procesie sygnalizacji.

Wiele cytokin wykorzystuje rozpuszczalne receptory, w tym różne rodzaje interleuków (IL), nerwowe czynniki wzrostu (NGF), czynniki wzrostu nowotworu (TGF) i inne.

Funkcje

Ważne jest, aby pamiętać, że cytokiny działają jako przekaźniki chemiczne wśród komórek, ale nie dokładnie jako efektory molekularne, ponieważ są one niezbędne do aktywacji lub hamowania funkcji określonych efektorów.

Jedną z cech funkcjonalnych „ujednolicających” wśród cytokin jest ich udział w obronie ciała, który jest podsumowany jako „regulacja układu odpornościowego”, co jest szczególnie ważne dla ssaków i wielu innych zwierząt.

Uczestniczą w kontroli rozwoju hematopoetycznych, w procesach komunikacji międzykomórkowej oraz w reakcjach agencji na czynniki zakaźne i bodźce zapalne.

Ponieważ zwykle występują w niskich stężeniach, kwantyfikacja stężenia cytokin w tkankach lub w płynach ustrojowych jest stosowana jako biomarker do przewidywania postępu choroby i monitorowania działań leków, które są podawane pacjentom chorym.

Zasadniczo są one stosowane jako markery chorób zapalnych, w tym odrzucenia implantów, sepsy alzheimera, uszkodzenia wątroby itp.

Gdzie oni są?

Większość cytokin jest wydzielana przez komórki. Inne mogą być wyrażone w błonie plazmatycznej, a niektóre pozostają w czymś, co można by uznać za „rezerwę” w przestrzeni rozumianej przez matrycę pozakomórkową.

Jak działają?

Cytokiny, jak wspomniano, mają efekty In vivo które zależą od środowiska, w którym się znajdują. Jego działanie odbywa się poprzez sygnalizację wodospadów i sieci interakcji, które obejmują inne cytokiny i inne czynniki o różnym charakterze chemicznym.

Może ci służyć: Promocito: Morphology, Identification, Patologies

Zwykle uczestniczą w interakcji z odbiornikiem, który ma białe białko, które jest aktywowane lub hamowane po jego powiązaniu, które ma zdolność do działania bezpośrednio lub pośrednio jako czynnik transkrypcyjny na poszczególnych genach.

Przykłady niektórych cytokin

IL-1 albo Interleucyna 1

Jest również znany jako czynnik aktywacyjny limfocytów (LAF), endogenny pirogen (EP), endogenny mediator leukocytów (LEM), katabolina lub współczynnik komórki jednojądrzasty (MCF).

Ma wiele funkcji biologicznych w wielu typach komórek, podkreślając komórki B, T i monocyty. Indukuje niedociśnienie, gorączkę, utrata wag i inne odpowiedzi. Jest wydzielany przez monocyty, makrofagi tkankowe, komórki Langerhans, komórki dendrytyczne, komórki limfatyczne i wiele innych.

IL-3

Ma inne wyznaczenia jako czynnik wzrostu komórek tucznych (MCGF), współczynnik stymulujący okrężnik wielokrotnego CSF ​​(multi-CSF), czynnik wzrostu komórek hematopoetycznych (HCGF) i inne.

Ma transcendentalne funkcje w stymulacji tworzenia kolonii erytrocytów, megakarioocytów, neutrofili, eozynofili, bazofili, komórek tucznych i innych komórek liniowych monocytowych.

Jest głównie syntetyzowany przez aktywowane komórki T, komórki tuczne i eozynofile.

Angiosotatyna

Pochodzi od plazminogenu i jest hamującą cytoquiną angiogenezy, która daje jej funkcjonowanie jako silny bloker neowaskularyzacyjny i wzrost przerzutów do guza In vivo. Jest generowany przez proteolityczny klivaje plazminogenu za pośrednictwem obecności nowotworów.

Naturmalny czynnik wzrostu

Działa w stymulacji wzrostu komórek nabłonkowych, przyspiesza wyjście zębów i otwarcie oczu u myszy. Ponadto działa w hamowaniu wydzielania kwasu żołądkowego i bierze udział w gojeniu się ran.

Bibliografia

1. Alberts, ur., Dennis, ur., Hopkin, k., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m.,... Walter, p. (2004). Niezbędna biologia komórki. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Dinarello, c. (2000). Cytokiny prozapalne. Klatka piersiowa, 118(2), 503-508.
3. Fitzgerald, k., O'Neill, L., Przekładnia, a., & Callard, r. (2001). The Cytokine Factsbook (2 wyd.). Duendee, Szkocja: Academic Press Factsbook Series.
4. Keelan, J. DO., Blumenstein, m., Helliwell, r. J. DO., Sato, t. DO., Marvin, k. W., & Mitchell, m. D. (2003). Cytokines, prostaglandyna. Łożysko, 17, S33-S46.
5. Stenken, J. DO., & Postchenrider, do. J. (2015). Chemia bioanalityczna cytokin- przegląd. Analytica Chimica Acta, 1, 95-115.
6. Vilcek, J., & Feldmann, m. (2004). Przegląd historyczny: cytokiny jako terapeutyki i cele terapeutyczne. Trendy w naukach farmakologicznych, 25(4), 201-209.
7. Zhang, J., & An, j. (2007). Cytokiny, zapalenie i ból. Int. Anestezjol. Clin., Cztery pięć(2), 27-37.