Введение
Белок, обнаруженный у человека. Рецептор комплемента типа 1 (CR1), также известный как рецептор C3b/C4b или CD35 (кластер дифференцировки 35), – это белок, кодируемый геном CR1 у людей. Этот ген входит в семейство регуляторов активации комплемента (RCA) и расположен в области «кластера RCA» на хромосоме 1. Ген кодирует мономерный однопроходный мембранный гликопротеин I типа, обнаруженный на эритроцитах, лейкоцитах, гломерулярных подоцитах, гиалоцитах и фолликулярных дендритных клетках селезенки. Система групп крови Кнопс представляет собой систему антигенов, локализованных на этом белке. Белок опосредует клеточное связывание с частицами и иммунными комплексами, активировавшими комплемент. Снижение экспрессии этого белка и/или мутации в его гене ассоциируются с карциномой желчного пузыря, мезангиокапиллярным гломерулонефритом, системной красной волчанкой и саркоидозом. Мутации в этом гене также связаны со снижением розетирования Plasmodium falciparum, обеспечивая защиту от тяжелой малярии. Характеризованы альтернативные варианты сплайсинга, специфичные для аллелей, кодирующие различные изоформы. Описаны дополнительные аллелеспецифические изоформы, включая секретируемую форму, однако они полностью не охарактеризованы. У мышей CR1 является альтернативно сплайсированным вариантом гена рецептора комплемента 2 (CR2). Определенные аллели этого гена статистически связаны с повышенным риском развития болезни Альцгеймера с поздним началом.
Complement receptor type 1 (CR1) also known as C3b/C4b receptor or CD35 (cluster of differentiation 35) is a protein that in humans is encoded by the CR1 gene. This gene is a member of the regulators of complement activation (RCA) family and is located in the 'cluster RCA' region of chromosome 1. The gene encodes a monomeric single pass type I membrane glycoprotein found on erythrocytes, leukocytes, glomerular podocytes, hyalocytes, and splenic follicular dendritic cells. The Knops blood group system is a system of antigens located on this protein. The protein mediates cellular binding to particles and immune complexes that have activated complement. Decreases in expression of this protein and/or mutations in its gene have been associated with gallbladder carcinomas, mesangiocapillary glomerulonephritis, systemic lupus erythematosus and sarcoidosis. Mutations in this gene have also been associated with a reduction in Plasmodium falciparum rosetting, conferring protection against severe malaria. Alternate allele specific splice variants, encoding different isoforms, have been characterized. Additional allele specific isoforms, including a secreted form, have been described but have not been fully characterized. In mice, CR1 is an alternatively spliced variant of the complement receptor 2 (CR2) gene. Certain alleles of this gene have been statistically associated with an increased risk of developing late onset Alzheimer's disease.
Структура генов и изоформы
Канонический ген Cr2/CD21 субприматных млекопитающих продуцирует два типа рецепторов комплемента (CR1, ок. 200 кДа; CR2, ок. 145 кДа) посредством альтернативного сплайсинга мРНК. Ген мыши Cr2 содержит 25 экзонов; общий первый экзон сплайсируется с экзоном 2 и экзоном 9 в транскриптах, кодирующих CR1 и CR2 соответственно. Транскрипт с открытой рамкой считывания из 4224 нуклеотидов кодирует длинную изоформу, CR1; предполагается, что это белок из 1408 аминокислот, включающий 21 короткий повтор консенсуса (SCR) примерно по 60 аминокислот каждая, а также трансмембранные и цитоплазматические области. Изоформа CR2 (1032 аминокислоты) кодируется более коротким транскриптом (3096 кодирующих нуклеотидов), которому не хватает экзонов 2–8, кодирующих SCR1–6. CR1 и CR2 на мышиных B-клетках образуют комплексы с коаксессорным активационным комплексом, содержащим CD19, CD81 и белки fragilis/Ifitm (мышиные эквиваленты LEU13). Ген рецептора комплемента 2 (CR2) приматов продуцирует только меньшую изоформу, CR2; приматный CR1, который воспроизводит многие структурные домены и предполагаемые функции CR1, происходящего от Cr2 у субприматов, кодируется отдельным геном CR1 (явно происходящим от гена Crry субприматов). Изоформы CR1 и CR2, полученные из гена Cr2, обладают одинаковой C-концевой последовательностью, поэтому их ассоциация с CD19 и активация через него должны быть эквивалентными. CR1 может связываться с комплексами C4b и C3b, в то время как CR2 (мышиный и человеческий) связывается с комплексами, связанными с C3dg. CR1, поверхностный белок, продуцируемый главным образом фолликулярными дендритными клетками, представляется критически важным для генерации должным образом активированных B-клеток зародышевого центра и для формирования полноценных антительных реакций на бактериальную инфекцию. Наиболее распространенный аллельный вариант гена CR1 человека (CR1*1) состоит из 38 экзонов, охватывающих 133 кб, кодирующих белок из 2039 аминокислот с прогнозируемой молекулярной массой 220 кДа. Крупные вставки и делеции привели к образованию четырех структурно-вариантных генов, а некоторые аллели могут достигать 160 кб и включать 9 дополнительных экзонов. Начало транскрипции картировано на 111 п.н. выше кодона инициации трансляции ATG, и существует еще один возможный стартовый сайт на 29 п.н. выше по течению. Область промотора не содержит отчетливой последовательности TATA-бокса. Ген экспрессируется главным образом на эритроцитах, моноцитах, нейтрофилах и B-клетках, но также присутствует на некоторых T-лимфоцитах, тучных клетках и гломерулярных подоцитах.
Структура
Кодируемый белок содержит сигнальный пептид из 47 аминокислот, внеклеточный домен из 1930 остатков, трансмембранный домен из 25 остатков и C-концевой цитоплазматический регион из 43 аминокислот. Лидерная последовательность и 5'-нетранслируемая область находятся в одном экзоне. Большой внеклеточный домен CR1, содержащий 25 потенциальных участков N-гликозилирования, может быть разделен на 30 коротких повторов консенсуса (SCR), также известных как повторы комплемент-контролирующих белков (CCP) или домены суши, каждый из которых состоит из 60–70 аминокислот. Гомология последовательностей между SCR варьируется от 60 до 99 процентов. Трансмембранная область кодируется двумя экзонами, а цитоплазматическая область и 3'-нетранслируемые области кодируются двумя отдельными экзонами. Около 30 SCR далее группируются в четыре более длинных региона, называемых длинными гомологичными повторами (LHR), каждый из которых кодирует приблизительно 45 кДа белка и обозначается как LHR A, B, C и D. Первые три содержат по семь SCR, в то время как LHR D содержит девять или более. Каждый LHR состоит из 8 экзонов, и внутри LHR SCR 1, 5 и 7 кодируются каждым отдельным экзоном, SCR 2 и 6 кодируются двумя экзонами каждый, а SCR 3 и 4 кодируются одним экзоном. LHR, по-видимому, возникли в результате неравного кроссинговера, а событие, приведшее к образованию LHR B, по-видимому, произошло в четвертом экзоне LHR A или –C. На сегодняшний день атомная структура была определена для SCR 15–16, 16 и 16–17.
Аллели
Четыре известных аллеля человека кодируют белки с прогнозируемыми молекулярными массами 190 кДа, 220 кДа, 250 кДа и 280 кДа. Множественные варианты размеров (55–220 кДа) также встречаются у нечеловеческих приматов, а также частичная аминотерминальная дупликация (ген, подобный CR1), кодирующая короткие (55–70 кДа) формы, экспрессируемые на эритроцитах нечеловеческих приматов. Эти короткие формы CR1, некоторые из которых закреплены гликозилфосфатидилинозитолом (GPI), экспрессируются на эритроцитах, а форма CR1 размером 220 кДа – на моноцитах. Ген, включающий повторы, высоко консервативен у приматов, вероятно, из-за способности этих повторов связывать комплемент. LHR A связывается преимущественно с компонентом комплемента C4b: LHR B и LHR C связываются с C3b, а также, хотя и с меньшей аффинностью, с C4b. Интересно, что ген CR1 человека, по-видимому, имеет необычную конформацию белка, но значение этого открытия неясно. Среднее количество молекул рецептора комплемента 1 (CR1) на эритроцитах у здоровых людей находится в диапазоне 100–1000 молекул на клетку. Существуют два кодоминантных аллеля – один контролирует высокую, а другой – низкую экспрессию. Гомозиготы различаются в 10–20 раз: у гетерозигот обычно содержится 500–600 копий на эритроцит. По-видимому, эти два аллеля возникли до разделения европейских и африканских популяций.
Розетинговые
Плодовитый эритроцитарный мембранный белок 1 (PfEMP1) взаимодействует с незараженными эритроцитами. Эта "липкость", известная как розетирование, предположительно является стратегией паразита для удержания в микроциркуляции и избежания разрушения в селезенке и печени. Розетирование эритроцитов вызывает закупорку кровотока в микрокапиллярах. Прямое взаимодействие происходит между PfEMP1 и функциональным участком рецептора комплемента 1 типа на незараженных эритроцитах.