细胞粘附分子细胞粘附分子的概念
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细胞粘附分子的功能和临床意义作者:奇云来源:《卷宗》2011年第07期摘要:细胞粘附分子是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的一类膜表面糖蛋白分子。
粘附分子以受体—配体结合的形式发挥作用,使细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞—基质—细胞间发生粘附,参与细胞的识别、信号转导、活化增殖与分化,以及细胞的伸展与转移,是免疫应答、肿瘤转移等一系列重要生理和病理过程的分子基础。
本文概述了细胞粘附分子的基本概念,探讨了细胞粘附分子的临床意义。
关键词:细胞粘附分子;功能;特点;临床1 细胞粘附分子的分类和功能[1]1.1 细胞粘附分子的分类同一类型的细胞通过识别而粘附(Adhesion),不易分开,这种现象早在1907就被Wilson注意到。
20世纪的60、70年代,人们致力于发展研究粘附现象的方法和明确有特异性和选择性的分子存在。
直到20世纪70年代末,人们才借助免疫识别的方法,初步确定细胞粘附分子(cell adhesion molecule,CAM)的存在。
细胞粘附分子是参与细胞与细胞之间及细胞与细胞外基质之间相互作用的一类膜表面糖蛋白分子。
以受体—配体结合的形式发挥作用,使细胞与细胞间、细胞与基质间或细胞—基质—细胞间发生粘附,参与细胞的识别、信号转导、活化增殖与分化,以及细胞的伸展与转移,是免疫应答、肿瘤转移等一系列重要生理和病理过程的分子基础。
可大致分为五类:钙粘素(cadherin)、选择素(selectin)、免疫球蛋白超家族(Ig-superfamily,Ig-SF)、整合素(integrin)及透明质酸粘素(hyaladherin)。
1.2 细胞粘附分子的功能细胞粘附分子都是跨膜糖蛋白,分子结构由胞外区、跨膜区和胞质区三部分组成:胞外区为肽链的N端部分,带有糖链,负责与配体的识别;跨膜区多为一次跨膜;胞质区为肽链的C 端部分,一般较小,或与质膜下的骨架成分直接相连,或与胞内的化学信号分子相连,以活化信号转导途径。
第一节粘附分子的种类和结构目前按粘附分子的结构特点可将其分为以下四类:(1)粘合素家族(integrin family)的粘附分子;(2)免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IGSF)的粘附分子;(3)凝集素家族(selectin family);(4)钙离子依赖的细胞粘附素家庭(Ca2+-dependent cell adhesion molecule family)的粘附分子或称Cadherin。
此外还有一些其它未归类的粘附分子。
一、粘合素超家族国内将integrin译为粘合素、整合素等,本书暂命名为粘合素。
integrin是最初在1986年提出的概念,描述一个膜受体家族,此家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附,使细胞得以附着而形成整体(integration),故得名。
此外,粘合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。
图2-1 integrin分子的结构(示意图)注:a .integrin分子电镜下所见(模式图),黑区部分显示integrin分子α、β亚单位所组成的球部,为配体结合域;b.integrin分子的结构模式图,显示出α亚单位的二价阳离子(Mg2+)结合区和α、β亚单位的重复序列。
(一)粘合素分子的基本结构粘合素家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双体(heterodimer),α、β链均为Ⅰ类穿膜蛋白。
α链的分子量为120~210kKa,β链的分子量为90~130kDa,个别β链(如β4)分子量为220kDa。
不同的α链(或称α亚单位)或β链(或称β亚单位)氨基酸序列有不同程度的同源性,在结构上有其共同的特点。
α和β亚单位均由胞膜外区、胞浆区、穿膜区三部分组成。
胞浆区一般较短,可能和细胞骨架相联。
空膜区富含疏水氨基酸。
β亚单位的胞膜外区含有4个富含半胱氨酸的重复序列,靠近外侧N端的40~50kDa的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起;α亚单位的胞膜外部分有7个同源重复序列,靠近外侧N端的3个或4个重复序列中含有Asp-X-Asp-X-Asp-Gly-X-X-Asp或类似结构,与integrin分子结合二价阳离子(Mg2+)有关,并与β亚单位共同构成粘合素分子的配体结合部位,其中α亚单位的二价阳离子结合区与 integrin分子配体结合的特异性和亲和力有关。
第一节粘附分子的种类和结构目前按粘附分子的结构特点可将其分为以下四类:(1)粘合素家族(integrin family)的粘附分子;(2)免疫球蛋白超家族(immunoglobulin superfamily,IGSF)的粘附分子;(3)凝集素家族(selectin family);(4)钙离子依赖的细胞粘附素家庭(Ca2+-dependent cell adhesion molecule family)的粘附分子或称Cadherin。
此外还有一些其它未归类的粘附分子。
一、粘合素超家族国内将integrin译为粘合素、整合素等,本书暂命名为粘合素。
integrin是最初在1986年提出的概念,描述一个膜受体家族,此家族的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附,使细胞得以附着而形成整体(integration),故得名。
此外,粘合素家族的粘附分子还介导白细胞与血管内皮细胞的粘附。
图2-1 integrin分子的结构(示意图)注:a .integrin分子电镜下所见(模式图),黑区部分显示integrin分子α、β亚单位所组成的球部,为配体结合域;b.integrin分子的结构模式图,显示出α亚单位的二价阳离子(Mg2+)结合区和α、β亚单位的重复序列。
(一)粘合素分子的基本结构粘合素家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双体(heterodimer),α、β链均为Ⅰ类穿膜蛋白。
α链的分子量为120~210kKa,β链的分子量为90~130kDa,个别β链(如β4)分子量为220kDa。
不同的α链(或称α亚单位)或β链(或称β亚单位)氨基酸序列有不同程度的同源性,在结构上有其共同的特点。
α和β亚单位均由胞膜外区、胞浆区、穿膜区三部分组成。
胞浆区一般较短,可能和细胞骨架相联。
空膜区富含疏水氨基酸。
β亚单位的胞膜外区含有4个富含半胱氨酸的重复序列,靠近外侧N端的40~50kDa的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起;α亚单位的胞膜外部分有7个同源重复序列,靠近外侧N端的3个或4个重复序列中含有Asp-X-Asp-X-Asp-Gly-X-X-Asp或类似结构,与integrin分子结合二价阳离子(Mg2+)有关,并与β亚单位共同构成粘合素分子的配体结合部位,其中α亚单位的二价阳离子结合区与 integrin分子配体结合的特异性和亲和力有关。