Кіріспе
Адамда кездесетін сүтқоректілер ақуызы Oncostatin M, сондай-ақ OSM деп аталады, адамдарда OSM генімен кодталады. Бұл цитокиндердің ішінде лейкемияны тежеуші фактормен (LIF) құрылымы мен функциясы жағынан ең жақын. OSM жасуша бетіндегі gp130 ақуызын қамтитын рецепторлар арқылы сигнал береді. I типті рецептор gp130 және LIFR-дан, ал II типті рецептор gp130 және OSMR-дан тұрады. Бұл берік ақуыз pH2 мен 11 аралығында тұрақты және 56°C температурада бір сағат бойы қыздыруға төзімді. Аминқышқылдарының ішінара тізбегі адам OSM cDNA-сын және одан кейін геномдық клондарды оқшаулауға мүмкіндік берді. hOSM толық cDNA клоны 252 аминқышқылынан тұратын прекурсорды кодтайды, оның алғашқы 25 аминқышқылы секреторлық сигнал пептиді ретінде қызмет етеді, оны алып тастағаннан кейін 227 аминқышқылынан тұратын ерітілген pro OSM пайда болады. Трипсинге ұқсас бөліну орнындағы C-терминальдың соңғы 31 қалдығын бөлу толық белсенді 196 қалдықтан тұратын түрін береді. hOSM-де екі потенциалды N-гликозилдеу орны бар, екеуі де пісіп жетілген түрінде сақталады. 196 қалдықтан тұратын OSM әртүрлі жасуша желілерінен оқшауланған басым түрі болып табылады және 28 KDa гликопротеинге сәйкес келеді, бірақ 227 қалдықтан тұратын pro OSM артық экспрессияланған жасушалардан оқшаулауға болады. Pro OSM өсуді тежеу сынақтарында бірнеше есе аз тиімді болғанымен, радиолиганд байланысу сынақтарында жасушаларға ұқсас байланысу тудырады. OSM-нің осы ішкі жасушалық бөлімдерге қалай бағытталатыны әлі анықталған жоқ.
Oncostatin M, also known as OSM, is a protein that in humans is encoded by the OSM gene. Of these cytokines it most closely resembles leukemia inhibitory factor (LIF) in both structure and function. OSM signals through cell surface receptors that contain the protein gp130. The type I receptor is composed of gp130 and LIFR, the type II receptor is composed of gp130 and OSMR. A robust protein, OSM is stable between pH2 and 11 and resistant to heating for one hour at 56 °C. A partial amino acid sequence allowed the isolation of human OSM cDNA and subsequently genomic clones. The full cDNA clone of hOSM encodes a 252 amino acid precursor, the first 25 amino acids of which functions as a secretory signal peptide, which on removal yields the soluble 227 amino acid pro OSM. Cleavage of the C terminal most 31 residues at a trypsin like cleavage site yields the fully active 196 residue form. Two potential N glycosylation sites are present in hOSM both of which are retained in the mature form. The 196 residue OSM is the predominant form isolated form a variety of cell lines and corresponds to a glycoprotein of 28 KDa, although the larger 227 residue pro OSM can be isolated from over transfected cells. Pro OSM, although an order of magnitude less efficacious in growth inhibition assays, displays similar binding affinity toward cells in radio ligand binding assays. It still remains unclear how OSM is targeted to these intracellular compartments.
Құрылымы
OSM-нің бастапқы тізбек талдауы оны цитокиндердің gp130 тобына жатқызады. OSM LIF-ке ең жақын, 22% тізбек сәйкестігі және 30% ұқсастық көрсетеді. Қызығы, OSM және LIF гендері адамның 22-ші хромосомасында тізбектей орналасқан. LIF және OSM гендерінің екеуі де ұқсас промотор элементтерімен және интрон-экзон құрылымымен ұқсас гендік құрылымға ие. Бұл деректер OSM және LIF эволюциялық тұрғыдан салыстырмалы түрде жақында геннің дупликациясы арқылы пайда болғандығын көрсетеді. Адам OSM тізбегіндегі бес цистеин қалдығының төртеуі дисульфидтік байланыстарға қатысады, олардың бірі – А және В спиральдері арасындағы дисульфидтік байланыс OSM активтігі үшін қажет. Бос цистеин қалдығы OSM-нің димеризациясына ықпал етпейді. Адам OSM-нің үш өлшемді құрылымы атомдық деңгейде шешілді, бұл ұзақ тізбекті төрт спиральдік жиынтық топологиясын растады. Кейіннен gp130-ның өзі рецептордың төмен туыстық түрін қайта өндіруге жеткілікті екені көрсетілді, ал COS 7 жасушаларының LIFR және gp130-мен бірге трансфекциясы жоғары туыстық рецепторды өндірді. Дегенмен, қосымша тәжірибелер OSM-нің барлық әрекеттерін LIF-пен қайталау мүмкін еместігін көрсетті, яғни LIF-ке жауап бермейтін жасушалар OSM-ге жауап береді. Бұл деректер OSMR-ді клондауға әкелген қосымша лиганд-спецификалық рецептор тізбегінің бар екенін көрсетеді. Бұл екі рецептор кешені, атап айтқанда gp130/LIFR және gp130/OSMR, I және II типті онкостатин M рецепторлары деп аталды. OSM-нің екі рецептор кешені арқылы сигнал беру қабілеті LIF-ке қатысты OSM-нің ортақ және ерекше әсерлеріне молекулалық түсіндірме ұсынады. Осылайша, LIF және OSM-нің ортақ биологиялық белсенділіктері I типті рецептор арқылы, ал OSM-ге тән белсенділіктері II типті рецептор арқылы жүзеге асырылады. OSM-нің егеуқұйрық гомологы 1996 жылға дейін анықталған жоқ, ал егеуқұйрық OSMR гомологы 1998 жылға дейін клондалған жоқ. Соңғы кезде mOSM тек II типті егеуқұйрық рецепторы арқылы, атап айтқанда mOSMR/mgp130 кешендері арқылы сигнал береді деп есептелді, себебі I типті рецепторға төмен туыстығы бар еді. Дегенмен, қазір mOSM кем дегенде сүйекте mOSMR/mgp130 және mLIFR/mgp130 арқылы да сигнал бере алатыны белгілі. JAK1, JAK2 және tyk2 gp130 жүйесінде бір-бірімен алмастырылмайды, бұл мутантты тышқандардан алынған JAK1, Jak2 немесе Tyk2 жетіспейтін жасушалық желілерді қолдану арқылы көрсетілді. JAK1 жетіспейтін тышқан жасушаларында STAT белсенділігі және IL 6 мен LIF-ке жауап ретінде биологиялық жауаптар төмендеді. Керісінше, JAK2 жоқ тышқаннан алынған фибробластар IL 6-ға жауап бере алады, gp130, JAK1 және TYK2-нің тирозин фосфорилирленуін көрсетеді. Осылайша, JAK1 gp130 сигналдауы үшін қажетті маңызды JAK болып табылады. Үш рецептор комбинациясының (gp130/gp130, gp130/LIFR, gp130/OSMR) барлығының бірдей Jaks-ты белсендіруі IL6, LIF және OSM-нің әртүрлі жасушалық сигналдық жолдарды қалай белсендіруі мүмкін деген сұрақ тудырады. Белгілі бір субстраттарды, яғни STAT изоформасын таңдау Jak-тың қайсысы белсендірілетіндігіне байланысты емес, оның орнына әрбір рецептордың жасушаішілік доменіндегі нақты мотивтер, әсіресе тирозинге негізделген мотивтер арқылы анықталады. gp130, LIFR және hOSMR жасушаішілік домендерін салыстыру қызықты байқауларға әкелді. Топтың ішінде тізбек сәйкестігі жалпы алғанда өте төмен, орташа есеппен 4,6% құрайды. Дегенмен, көптеген I класты гематопоэитин рецепторларында сияқты, екі қысқа мембраналық проксимальді мотивтер, 1-қорап және 2-қорап бар. Сонымен қатар, бұл рецепторларда серинге бай аймақ және нашар сақталған үшінші мотив, 3-қорап бар. 1-қорап барлық цитокин рецепторларында кездеседі. Ол пролин қалдықтарына бай және JAK-тардың байланысы мен белсендірілуі үшін маңызды. 2-қорап JAK-тармен байланысу үшін де маңызды. Gp130 цитоплазмалық аймақтың мембраналық проксимальді бөлігінде орналасқан box1 және box2 тізбектерін қамтиды, рецепторды белсендіруге қажетті кемінде 61 аминқышқылының шегінде. Box1 аймағындағы мутациялар gp130-ның Jaks-қа байланысу қабілетін төмендетеді және лиганд индуцирленген Jak1 және Jak2 белсендіруін жояды. 2-қорап JAK-тарды белсендіруге және байланыстыруға да ықпал етеді. Әртүрлі gp130 кесу мутанттарымен жүргізілген зерттеулер Jak2 байланысының төмендеуін және box2 жойылғанда кейбір биологиялық әсерлердің жойылуын көрсетті. Дегенмен, Jaks box2 жоқ gp130-қа экспрессиясы жоғары болғанда байланыса алады. LIFR немесе OSMR цитоплазмалық бөліктерін қамтитын рецепторлармен Jak1, Jak2 және Tyk2 бірге ко-преципитацияланды. gp130 жағдайында 3-қорап активтілік үшін қажет емес, алайда gp130 сигналдауының кейбір аспектілері үшін, яғни STAT 3 жауап элементі арқылы транскрипцияны стимуляциялау үшін толық 3-қорап тізбегінің болуы қажет. gp130 рецепторларының жасушаішілік домендері арасындағы нашар тізбек сақталуға қоса, сақталған тирозин қалдықтарының саны мен орны да нашар сақталады. Мысалы, LIFR және OSMR үш гомологты тирозинмен бөліседі. Керісінше, gp130 жасушаішілік доменіндегі ешбір тирозин LIFR немесе OSMR-мен эквивалент емес, тіпті LIFR және gp130 жасушаішілік аймақтары LIFR және OSMR-ге қарағанда көбірек тізбек сәйкестігін бөліседі. I типті цитокин рецепторларына тартылған белоктардың арасында STAT белоктары ең көп зерттелген. gp130 гомодимеризациясы STAT1 және STAT3-ті фосфорилдеуі және белсендіруі көрсетілді. gp130 басымдықпен STAT3-ті белсендіреді, оны төрт STAT3 белсендіру консенсустық тізбектері арқылы жасай алады: YXXQ: (YRHQ), (YFKQ), Y905 (YLPQ), Y915 (YMPQ). STAT1 белсендіруге төмен бейімділік STAT1 белсендіру тізбектерінің аз санының, YZPQ (X кез келген қалдық және Z зарядталмаған қалдық) айғағы болуы мүмкін, атап айтқанда Y905 және Y915. gp130 жоқ LIFR немесе OSMR гомодимерлік кешендері арқылы сигнал беретін цитокиндер қазіргі таңдағыда табиғатта белгілі емес. Дегенмен, әртүрлі зерттеушілер LIFR және OSMR жасушаішілік домендерінің жасанды гомодимеризациясын жасауға тырысты, бір цитокин рецепторының сыртқы доменін LIFR немесе OSMR жасушаішілік доменімен біріктіретін рецептор химераларын құру арқылы қайшылықты нәтижелерге қол жеткізді. LIFR жасушаішілік доменінің гомодимеризациясы гепатома және нейробластома жасушаларында, сондай-ақ COS 1 жасушаларында олардың тиісті цитокиндермен (яғни GCSF, нейротрофин 3, EGF) стимуляцияланғанда көрсетілді. Дегенмен, GCSFR/LIFR химерасы M1 немесе Baf жасушаларында сигнал бере алмады. Адам және егеуқұйрық OSM рецепторларын пайдаланудағы айырмашылықтар бұрын белгісіз болды. Нәтижесінде, бірнеше зерттеушілер егеуқұйрық ассайларында адам OSM-ін қолданды, сондықтан осы тәжірибелердің нәтижелерінен алынған кез келген қорытынды LIF-тің, яғни gp130/LIFR кешендері арқылы сигнал беруін көрсетеді. OSM стимулданған T жасушалары және моноциттермен синтезделеді. Первичті эндотелийді мәдениетін (HUVEC) hOSM-мен стимуляциялау P-селектиннің кешіккен, бірақ ұзаққа созылған жоғарылатуына әкеледі, бұл лейкоциттердің адгезиясын және домалағын жеңілдетеді, олардың экстравазациясы үшін қажет. OSM сонымен қатар осы жасушалардан IL 6 өндірісін ынталандырады. OSM Капоси саркомасының "шпіндельді жасушалары" үшін маңызды өсу факторы болып табылады, олар эндотелийдік текті. Бұл жасушалар LIFR-ді білдірмейді, бірақ OSMR-ді жоғары деңгейде білдіреді. Мысалы, OSM IL 6 экспрессиясын модуляциялай алады, ол хост қорғаныс жүйесінің маңызды регуляторы болып табылады. OSM әртүрлі протеазалар мен протеаза ингибиторларының экспрессиясын реттейді, мысалы желатиназа және а1 химотрипсин ингибиторы.