Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
MAFA (маст клеткасының функциясымен байланысты антиген) – II типті мембраналық гликопротеин, алғаш рет 2H3 RBL желісінің егеуқұйрықтардың шырышты қабықшасының типтік маст клеткаларының бетінде анықталды. Соңғы кезде адам мен егеуқұйрықтың MAFA гомологтары табылды, олар NK және T жасушаларында да (немесе тек қана) экспрессияланады. MAFA, адам мен егеуқұйрықтың шырышты қабықша маст клеткаларында ғана емес, сонымен қатар осы организмдердің серозалық маст клеткаларында да 1 типті Fcɛ рецепторларымен тығыз байланысты. Ол кальций иондары үшін арна ретінде жұмыс істей алады, сондай-ақ кейбір жасуша процестерін тежеу үшін басқа рецепторлармен өзара әрекеттеседі. Оның функциясы оның ерекше құрылысына негізделген, онда оның функцияларын іске асыруға мүмкіндік беретін көптеген ерекше мотивтер мен тізбектер бар.
MAFA (Mast cell function associated antigen) is a type II membrane glycoprotein, first identified on the surface of rat mucosal type mast cells of the RBL 2H3 line. More recently, human and mouse homologues of MAFA have been discovered yet also (or only) expressed by NK and T cells. MAFA is closely linked with the type 1 Fcɛ receptors in not only mucosal mast cells of humans and mice but also in the serosal mast cells of these same organisms. It has the ability to function as both a channel for calcium ions along with interact with other receptors to inhibit certain cell processes. It function is based on its specialized structure, which contains many specialized motifs and sequences that allow its functions to take place.
Эксперименттік зерттеу
MAFA алғаш рет 1988 жылы Энрике Ортега мен Израиль Пехт 1-түрлі Fcɛ рецепторларын (FcɛRI) және осы рецепторлардың жасушалық мембранада жұмыс істеуіне мүмкіндік беретін Ca2+ арналарын зерттеген кезде табылды. Ортега мен Пехт егеуқұйрық маст жасушаларының RBL 2H3 штаммында моноклоналды антиденелердің сериясын қолдану арқылы тәжірибе жүргізді. Тәжірибелер барысында, белгілі бір жауапты антиденені табуға тырысқанда, G63 моноклоналды антиденесі осы егеуқұйрық маст жасушаларындағы FcɛRI рецепторларымен байланысты жасушалық секрецияны тежеу арқылы жауап беретіні анықталды. G63 антиденесі ингибициялық процеске себеп болатын мембраналық рецептор ақуызына байланысты. Нақтырақ айтқанда, ингибиция G63 антиденесі мен гликопротеиннің өзара байланысуы арқылы жүзеге асты, нәтижесінде қабыну медиаторларының түзілу процестері, жасушаға Ca2+ сіңіру және фосфатидилинозиттердің гидролизі тоқтатылды. Бұл қалыпты FcɛRI жауабының биохимиялық ингибициясына әкелді. Сәйкес рецептор ақуызы оқшауланып, зерттелді, онда оның өзара байланысқанда FcɛRI рецепторларын жергіліктілендіретін конформациялық өзгеріске ие екені анықталды. Осы нәтижелерге сүйене отырып, Ортега мен Пехт жаңадан ашылған ақуызды Маст жасушасының функциясымен байланысты антиген немесе қысқаша MAFA деп атады.
MAFA was initially discovered by Enrique Ortega and Israel Pecht in 1988 while studying the type 1 Fcɛ receptors (FcɛRI) and the unknown Ca2+ channels that allowed these receptors to work in the cellular membrane. Ortega and Pecht experimented through using a series of monoclonal antibodies on the RBL 2H3 line of rat mast cells. While experimenting and trying to find a specific antibody that would raise a response, the G63 monoclonal antibody was shown to raise a response by inhibiting the cellular secretions linked to the FcɛRI receptors in these rat mucosal mast cells. The G63 antibody attached to a specific membrane receptor protein that caused the inhibition process to occur. Specifically, the inhibition occurred by the G63 antibody and glycoprotein cross linking so that the processes of inflammation mediator formation, Ca2+ intake into the cell, and the hydrolysis of phosphatidylinositides were all stopped. This caused biochemical inhibition of the normal FcɛRI response. The identified receptor protein was then isolated and studied where it was found that when cross linked, the protein actually had a conformational change that localized the FcɛRI receptors. Based on these results, both Ortega and Pecht named this newly discovered protein Mast cell function associated antigen or MAFA for short.
CRD аймағы
MAFA-ның C ұшы 114 аминқышқылынан тұрады және углеводты тану домені, немесе қысқаша CRD деп аталатын ерекше аймаққа ие. Аты айтқандай, осы аймақта әртүрлі углеводтар мен сигналдық молекулалар танылады және ақуызға байланысады. Бұл CRD жоғары сатыдағы эукариоттарда кездесетін көптеген басқа гликопротеиндерде де кездеседі. CRD 15 аминқышқылынан тұратын сақталған тізбекпен ерекшеленеді, онда келесідей аминқышқылдары бар: екі глицин қалдығы, екі лейцин қалдығы, бес триптофан қалдығы және алты цистеин қалдығы. Бұл қалдықтар өзара әрекеттесу арқылы WIGL және CYYF мотивтері сияқты әртүрлі мотивтердің қалыптасуына көмектеседі. Осы тізбектегі барлық аминқышқылдары полярлы болып келеді және иммунорецепторлық тирозинге негізделген тежегіш мотивтің (ITM) құрамына кіреді. Бұл ITIM MAFA рецептор ақуызын II типті гликопротеин ретінде ғана емес, сонымен қатар тежегіш рецептор ретінде жіктеуге мүмкіндік береді.
The C terminus of MAFA contains 114 amino acids and has a distinct region called the carbohydrate recognition domain, or CRD for short. This region, as implied in the name, is where various carbohydrates and signaling molecules are recognized and attach to the protein. This CRD is present in many other glycoproteins present in higher level eukaryotes. The CRD is distinguished by a conserved 15 amino acid sequence that includes the following number of amino acids: two glycine residues, two leucine residues, five tryptophan residues, and six cysteine residues. These residues help to form various motifs through their interactions including both WIGL and CYYF motifs. All of the amino acids in this sequence are polar in nature and are considered to be a part of the Immunoreceptor Tyrosine based Inhibitory Motif (ITM). This ITIM allows the MAFA receptor protein to not only be considered a type II glycoprotein, but is also classified as an inhibitory receptor.
Баламалы тігіс
Кодты мРНК-ға транскрипциялағаннан кейін, MAFA желісі де альтернативті спилингтен өтетіні анықталды, бұл MAFA ақуызының әртүрлі формаларын аударуға және бұрын талқыланған көптеген айырмашылықтарға себеп болды. Осы кодтың бір түрі MAFA ақуызының трансмембраналық бөлігін жойып, ерітілмелі нұсқаның жасалуына әкеледі, бұл осы ақуызға тән ерекшелік және ғалымдарға осы альтернативті спилинг идеясын басқа маст жасушаларының трансмембраналық ақуыздарына да қолдануға мүмкіндік берді. Ақуыз аударылғаннан кейін, ол ER-ден Гольджи аппаратына, содан кейін жасуша мембранасына еніп, онда интеграцияланып, өзінің қызметін бастайды.
After the code was transcribed into mRNA, the MAFA strand was also found to undergo alternative splicing which has allowed various forms of the MAFA protein to be translated and lead to many of the variations previously discussed. One form of this code deletes the transmembrane portion of the MAFA protein and causes a soluble version to be made, being unique to this protein and has allowed scientists to apply this alternative splicing idea to other Mast cell transmembrane proteins as well. Once translated, the protein enters the proper cellular pathways from the ER to the Golgi and eventually the cellular membrane, where it is integrated and begins its functionality.
Каналды пайдалану
Ортега мен Пехттің анықтағандай, MAFA-ның басты функцияларының бірі – Ca2+ каналы ретінде жұмыс істеу. Бұл G63 антиденесі MAFA рецепторының аймағына байланысқанда кальций тежелуі байқалған экспериментімен дәлелденді. Сонымен қатар, MAFA екінші типті мембраналық гликопротеин болып табылады және конформациясын өзгерту арқылы жасушаға әртүрлі мөлшерде кальцийтің енуіне мүмкіндік береді. Осының нәтижесінде MAFA рецептор молекуласы ретінде де жұмыс істейді және маст жасушаларындағы түрлі процестерді тежеуге қабілетті. Атап айтқанда, бұл тежелудің бір бөлігі ақуыздың C ұшындағы, яғни жасушадан тыс матрицада орналасқан SIYSTL мотивімен байланысты. Бұл мотив тирозин қалдықтарына толы, олардың кейбіреулері фосфорилданған. Осы қалдықтардағы фосфорилдану MAFA-ның әртүрлі биохимиялық процестерді тежеуіне негізгі себеп болады.
As discovered by Ortega and Pecht, one of the main functions of MAFA is to function as a Ca2+ channel as seen in their experiment with inhibition of Ca2+ when the G63 antibody was bound to the MAFA receptor region. Additionally, as seen by the fact that it is a type II membrane glycoprotein and by its ability to change conformation to allow varying amount of calcium to enter the cell, MAFA also functions as a receptor molecule and can be inhibit various processes in the mast cells. Specifically, this inhibition is in part due to the SIYSTL motif at the C terminus of the protein, which is in the extracellular matrix. This motif is dense with Tyrosine residues, some of which are phosphorylated. The phosphorylation on these residues play the primary role in allowing MAFA to inhibit different biochemical processes.
FcɛRI
MAFA ақуызы жасушалық мембранадағы агрегаттар мен липидтік аралдар арқылы FcɛRI рецепторларымен де тығыз байланысады. Осы агрегаттық құрылымдарды қалыптастыру арқылы MAFA-ның құрылымы өзгереді, осылайша ол FcɛRI рецепторларымен толыққанды өзара әрекеттеседі, сондықтан G63 моноклональды антиденелерімен байланыса алмайды және мембрана арқылы таралуына кедергі келтіреді. MAFA функциясының тежелуімен қатар FcɛRI рецепторы да тежеледі, яғни стимул оның рецепторына байланысса да, FcɛRI әдеттегідей фосфатидилинозиттердің гидролизіне себеп болмайды. Сондықтан, осы ірі кластерлерді қалыптастыру арқылы MAFA және FcɛRI рецепторларының функциясы тежеледі, бұл жасуша ішіндегі сигналдық процестердің одан әрі тежелуіне алып келуі мүмкін. Тіпті MAFA FcɛRI-мен күшті өзара әрекеттеспесе де, маст жасушасының мембранасында осы екі рецептордың арасында табиғи өзара әрекеттесулер болады, нәтижесінде олардың ешқайсысының функциясын едәуір өзгертпей MAFA FcɛRI кешендерінің шағын мөлшері табылады. MAFA мен FcɛRI-дің өзара әрекеттесуі мен жинақталуының нақты механизмі әлі анықталған жоқ.
MAFA protein also interact greatly with FcɛRI receptors through the formation of aggregates and lipid rafts within the cellular membrane. By forming these aggregate structures, the conformation of MAFA is changed so that it can fully interact with the FcɛRI receptors and therefore cannot bind with the G63 monoclonal antibodies and is inhibited from allowing diffusion across its membrane. Along with inhibition of MAFA function, the FcɛRI receptor is also inhibited, meaning that even if a stimulus was bound to its receptor, the FcɛRI would not cause the hydrolysis of phosphatidylinositides as it normally does. Therefore, by forming these large clusters, both the function of MAFA and FcɛRI receptors are inhibited and can lead to further inhibitions of cell signaling processes within the cell. Even when the MAFA is not induced to interact heavily with FcɛRI, the mast cell membrane has natural interactions between these two receptors that cause small amounts of MAFA FcɛRI complexes to be found without large changes to either of their functions. The specific mechanism by which the MAFA and FcɛRI interact and aggregate is still yet to be discovered.
Жасушалық цикл
Басқа белоктармен өзара әрекеттесумен қатар, MAFA тек өзінен тұратын агрегаттарды құрауы мүмкін, олар оны ашуға қатысқан G63 моноклональды антиденесімен немесе оның клеткадан тыс кешеніне байланысты F(ab')2 антиденесінің бөліктерімен шақырылады. Осы MAFA топтарын құру арқылы жасуша циклінің процестерін тежеу және митоздың немесе ДНК көшірмесінің (репликациясының) алдын алу анықталды. Нақтырақ айтқанда, бұл құрылым жасуша цикліне қатысатын әртүрлі циклиндер мен белоктардың тирозин фосфорилирленуін күшейтеді. Фосфорилирленген екі негізгі белок – p62DOK және инозитол фосфатаза SHIP, бұл осы белоктар қатысатын төменгі ағыстағы процестерді одан әрі өзгертеді. p62DOK үшін фосфорилирлеу процесі RasGAP-қа байланыстыруды күшейтеді, ол Ras ақуызының қызметін тежеуге, GTPase белсенділігін және GDP байланысын тудыруға, соның салдарынан Ras функционалдығын тежеуге қызмет етеді. Ras-ты тежеу арқылы, жасуша циклінің кейбір ақуыздарын қамтитын ДНК транскрипциясын ынталандыру да тоқтатылады. Инозитол фосфатаза SHIP үшін фосфорилирлеу Shc-ге байланыстың артуына әкелді, ол әдетте жасуша циклі кезінде Sos1-ге байланысқан күйде болады. Sos1 және SHIP екеуі де Shc-ге бәсекелес түрде байланысады, ал фосфорилирлеу кезінде Shc-ге жақындық (аффинитет) жоғарылағанда Sos1 байланысы күрт төмендейді. Бұл қатынас Sos1 байланысының төмендеуі жасуша циклін тоқтатумен байланысты екенін көрсетеді, бірақ бұл тежелудің механизмі әлі анықталған жоқ.
Along with interacting with other proteins, MAFA can form aggregates consisting only of itself, which are induced by either the monoclonal antibody G63, which was involved in its discovery, or by parts of the F(ab')2 antibody binding to its extracellular complex. By forming these MAFA groups, it was found to cause inhibition of cell cycle processes and prevent mitosis or DNA Replication from occurring. Specifically, this formation causes an increase in the tyrosine phosphorylation of various cyclins and proteins involved in the cell cycle. The main two proteins that are phosphorylated are p62DOK and inositol phosphatase SHIP and this causes further change of downstream processes that these proteins are involved in. For p62DOK, the phosphorylation process causes it to have increased binding to RasGAP, which functions to inhibit the Ras protein function by taking causing GTPase activity to take place and GDP to be bound, which inhibits Ras functionality. By having inhibition of Ras, further downstream promotion of DNA transcription is also halted, which includes some cell cycle proteins. For inositol phosphatase SHIP, the phosphorylation caused an increased amount of binding to Shc, which is normally found to be bound to Sos1 during cell cycling. Sos1 and SHIP both bind to Shc competitively and by having an increased affinity for Shc during phosphorylation, Sos1 binding decreases greatly. This relationship suggests that decreased Sos1 binding is also associated with halting the cell cycle, although the mechanism by which this inhibition occurs has not been discovered.
Баламалы нысандар
MAFA баламалы шплицингке байланысты бірнеше түрде кездесуі мүмкін, және олардың бірі – ақуыздың ерітілмелі түрі, онда оның трансмембраналық бөлігі аудармаланбаған және модификацияланбаған. MAFA-ның осы түрі жасушалық мембранадан шығып, лизосомалармен ыдыратылмай немесе бұзылмай жасушадан тыс матрицаға таралуы мүмкін, яғни ол адам жасушаларында белгілі бір функцияларды атқарады. Осы ақуыздардың гликозилдеу дәрежесі және нақты қызметі әлі толық анықталған жоқ, бірақ олар кальций деңгейін қалыпта ұстауға көмектеседі және осы туырма жасушаларындағы қабыну медиаторларының түзілуін шектеуге қатысады деген гипотеза бар. Осы баламалы формалар туралы көп мәліметтер әлі ашылу күтуде.
MAFA can also exist in multiple forms due to alternative splicing and one of these forms in a soluble version of the protein where its transmembrane portion was not translated and modified. This form of MAFA can diffuse out of the cellular membrane and into the extracellular matrix without being degraded or broken down by lysosomes, meaning that it does serve a function within human cells. The degree of glycosylation along with the specific function of these proteins is still yet to be discovered, but it is hypothesized that they play an important role in helping maintain calcium levels along with limiting the formation of inflammation mediators within these mast cells. Much about these alternative forms is yet to be discovered.