Las intelectinas son lectinas (proteínas de unión a carbohidratos) expresadas en humanos y otros cordados . Los seres humanos expresan dos tipos de intelectinas codificadas por los genes ITLN1 e ITLN2 respectivamente. [1] [2] Varias intelectinas se unen a residuos de carbohidratos específicos de microbios. Por lo tanto, se ha propuesto que las intelectinas funcionan como lectinas inmunes. [3] [4] Aunque las intelectinas contienen un dominio similar al fibrinógeno que se encuentra en la familia de las ficolinas de lectinas inmunes, existe una divergencia estructural significativa. [5]Por lo tanto, las intelectinas pueden no funcionar a través de la misma vía lectina-complemento. La mayoría de los intelectuales todavía están pobremente caracterizados y pueden tener diversos roles biológicos. También se ha demostrado que la intelectina-1 humana (hIntL-1) se une a la lactoferrina , [6] pero la consecuencia funcional aún no se ha dilucidado. Además, hIntL-1 es un componente principal del moco asmático [7] y también puede estar involucrado en la fisiología de la insulina. [8]
Lectina epidérmica embrionaria de Xenopus | ||||||
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Identificadores | ||||||
Organismo | ||||||
Símbolo | itln1 | |||||
Entrez | 398574 | |||||
HomoloGene | 111044 | |||||
PDB | 4WN0 | |||||
RefSeq (ARNm) | NM_001089101.1 | |||||
RefSeq (Prot) | NP_001082570.1 | |||||
UniProt | Q800K0 | |||||
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Intelectin humano-1 | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | ITLN1 | |||||
Alt. simbolos | hIntL-1 | |||||
Gen NCBI | 55600 | |||||
HGNC | 18259 | |||||
OMIM | 609873 | |||||
PDB | 4WMY | |||||
RefSeq | NP_060095 | |||||
UniProt | Q8WWA0 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 1 q21.3 | |||||
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Diversidad
El primer intelectin se descubrió en el ovocito de Xenopus laevis y se llama XL35 o XCGL-1. [9] [10] [11] El ovocito de X. laevis también contiene un XCGL-2 estrechamente relacionado. [12] Además, los embriones de X. laevis secretan lectina epidérmica embrionaria de Xenopus en el agua ambiental, presumiblemente para unirse a los microbios. [13] [14] XSL-1 y XSL-2 también se expresan en el suero de X. laevis cuando se estimulan con lipopolisacárido. [15] Se descubren dos intelectuales intestinales adicionales en X. laevis [16]
El ser humano tiene dos intelectinas: hIntL-1 (omentin) e hIntL-2. [17] El ratón también tiene dos intelectuales: mIntL-1 y mIntL-2. [18]
Sistema inmune
Varias líneas de evidencia sugieren que los intelectuales reconocen microbios y pueden funcionar como una proteína de defensa inmune innata. Tunicate intelectin es una opsonina para la fagocitosis por hemocitos. [19] Se ha demostrado que Amphioxus intelectin aglutina las bacterias. [20] [21] En el pez cebra y la trucha arco iris, la expresión de intelectina se estimula con la exposición microbiana. [22] [23] [24] Los mamíferos como las ovejas y los ratones también regulan positivamente la expresión de la intelectina tras una infección parasitaria. [25] [26] El aumento en la expresión de intelectinas tras la exposición microbiana apoya la hipótesis de que las intelectinas juegan un papel en el sistema inmunológico.
Estructura
Aunque intelectins requieren iones calcio para la función, las secuencias no se parecen a las lectinas de tipo C . [3] Además, solo alrededor de 50 aminoácidos (el dominio similar al fibronógeno) se alinean con cualquier proteína conocida, específicamente la familia de las ficolinas . [2] Los primeros detalles estructurales de una intelectina provienen de la estructura cristalina del dominio de reconocimiento de carbohidratos XEEL marcado con selenometionina (Se-Met XEEL-CRD) resuelto por Se- SAD . [5] Se expresó XEEL-CRD y se marcó con Se-Met en células de insectos High Five utilizando un baculovirus recombinante . El pliegue similar al fibrinógeno se conserva a pesar de la divergencia de la secuencia de aminoácidos. Sin embargo, las inserciones extensas están presentes en el intelectina en comparación con las ficolinas, lo que convierte al intelectin en una clase estructural de lectina distinta. [5] La estructura de Se-Met XEEL-CRD habilita la solución de la estructura mediante el reemplazo molecular de XEEL-CRD unido a D-glicerol 1-fosfato (GroP), [5] apo-intelectina-1 (hIntL-1), [4] y hIntL-1 unido a galactofuranosa. [4]
Cada cadena polipeptídica de XEEL e hIntL-1 contiene tres iones de calcio unidos: dos en el sitio de calcio estructural y uno en el sitio de unión del ligando. [4] [5] Los residuos de aminoácidos en el sitio de calcio estructural se conservan entre las intelectinas, por lo que es probable que la mayoría, si no todas, las intelectinas tengan dos iones de calcio estructurales. [5]
En el sitio de unión del ligando de XEEL e hIntL-1, el diol vecinal exocíclico del ligando de carbohidrato se coordina directamente con el ion calcio. [4] [5] Existen grandes variaciones en los residuos del sitio de unión del ligando entre los homólogos de intelectina, lo que sugiere que la familia de las intelectinas puede tener amplias especificidades de ligando y funciones biológicas. [5] Como no hay convenciones de numeración intelectual en diferentes organismos, no se debe asumir una homología funcional basada en el número de intelectina. Por ejemplo, hIntL-1 tiene residuos de ácido glutámico en el sitio de unión del ligando para coordinar un ión calcio, mientras que la intelectina-1 del pez cebra carece de estos residuos ácidos. [5] Los residuos del sitio de unión del ligando intelectina-2 del pez cebra son similares a los presentes en hIntL-1.
Sitio de unión al ligando de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus (XEEL) con D-glicerol 1-fosfato unido. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas. [5]
Sitio de unión del ligando de intelectina-1 humana (hIntL-1) con alil-beta-D-galactofuranosa unida. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas. [4]
Estado oligomérico
hIntL-1 es un trímero unido por enlaces disulfuro como se muestra por SDS-PAGE [3] no reductor y cristalografía de rayos X. [4] A pesar de carecer de enlaces disulfuro intermoleculares, XEEL-CRD es trimérico en solución. [5] El péptido N-terminal del XEEL de longitud completa es responsable de dimerizar el XEEL-CRD trimérico en un XEEL hexamérico de longitud completa unido por disulfuro. [5] Por lo tanto, los extremos N-terminales de las intelectinas son a menudo responsables de formar oligómeros unidos por enlaces disulfuro. En los homólogos intelectuales donde las cisteínas N-terminales están ausentes, la CRD en sí misma todavía puede formar oligómeros no covalentes en solución.
Intelectina-1 humana trimérica ligada a disulfuro. [4]
Dominio de reconocimiento de carbohidratos de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus trimérico (XEEL-CRD). Extensas investigaciones biofísicas indican de manera concluyente que XEEL-CRD es trimérico en solución a pesar de carecer de los enlaces disulfuro intermoleculares que se encuentran en hIntL-1. [5]
Referencias
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Otras lecturas
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- Wangkanont K, Wesener DA, Vidani JA, Kiessling LL, Forest KT (enero de 2016). "Las estructuras de la lectina epidérmica embrionaria de Xenopus revelan un mecanismo conservado de reconocimiento de glucanos microbianos" . La revista de química biológica . 291 (11): 5596–610. doi : 10.1074 / jbc.M115.709212 . PMC 4786701 . PMID 26755729 .para discutir cómo se resolvió la primera estructura intelectual (XEEL-CRD). Los análisis biofísicos y evolutivos en profundidad de la familia de las intelectinas a la luz de las estructuras 3D disponibles también proporcionan información significativa sobre esta familia de proteínas que antes no se apreciaba. El artículo sirve como la revisión más actualizada sobre la bioquímica de la familia de las intelectinas.
- Yan J, Xu L, Zhang Y, Zhang C, Zhang C, Zhao F, Feng L (octubre de 2013). "Análisis comparativos genómicos y filogenéticos de la familia de genes intelectina: implicaciones para su origen y evolución". Inmunología del desarrollo y comparada . 41 (2): 189–99. doi : 10.1016 / j.dci.2013.04.016 . PMID 23643964 . para el análisis genómico integral de intelectinas de varios organismos.