Lectina de unión a manano


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La lectina de unión a manosa ( MBL ), también llamada lectina de unión a manano o proteína de unión a manano ( MBP ), es una lectina que es fundamental en la inmunidad innata [5] [6] como opsonina ya través de la vía de la lectina .

Estructura

MBL tiene una estructura oligomérica (400-700 kDa), construida de subunidades que contienen tres cadenas peptídicas presumiblemente idénticas de aproximadamente 30 kDa cada una.

Aunque MBL puede formar varias formas oligoméricas, existen indicios de que los dímeros y trímeros son biológicamente inactivos como opsonina y se necesita al menos una forma de tetrámero para la activación del complemento. [7]

Genes y polimorfismos

El gen MBL2 humano se encuentra en el cromosoma 10q11.2-q21. [8] Los ratones tienen dos genes homólogos, pero en humanos se perdió el primero de ellos. Se detectó una expresión de bajo nivel de un pseudogén 1 de MBL1 (MBL1P1) en el hígado. El pseudogén codifica una proteína truncada de 51 aminoácidos que es homóloga a la isoforma MBLA en roedores y algunos primates. [9]

Las mutaciones estructurales en el exón 1 del gen MBL2 humano, en el codón 52 (Arg a Cys, alelo D), codón 54 (Gly a Asp, alelo B) y codón 57 (Gly a Glu, alelo C), también reducen independientemente el nivel de MBL sérica funcional al alterar la estructura de colágeno de la proteína. [10]Además, varias sustituciones de nucleótidos en la región promotora del gen MBL2 en la posición −550 (polimorfismo H / L), −221 (polimorfismo X / Y) y −427, −349, −336, del (−324 a −329) , −70 y +4 (polimorfismos P / Q) afectan la concentración sérica de MBL. Tanto la frecuencia de las mutaciones estructurales como los polimorfismos del promotor que se encuentran en un fuerte desequilibrio de ligamiento varían entre los grupos étnicos dando como resultado siete haplotipos principales: HYPA, LYQA, LYPA, LXPA, LYPB, LYQC e HYPD. Las diferencias en la distribución de estos haplotipos son la principal causa de variaciones interraciales en los niveles séricos de MBL. Tanto HYPA como LYQA son haplotipos de alta producción, haplotipo de producción intermedia LYPA y haplotipo de baja producción LXPA, mientras que LYPB, LYQC e HYPD son haplotipos defectuosos, que causan una deficiencia grave de MBL. [11]

Tanto los genes MBL2 como MBL1P1 se han visto afectados repetidamente a lo largo de la evolución de los primates. Este último silenciado finalmente por mutaciones en los residuos de glicina de la región similar al colágeno. Se ha desactivado selectivamente durante la evolución a través de los mismos mecanismos moleculares que causan los alelos variantes MBL2 en el hombre, lo que sugiere una selección evolutiva de genes MBL de baja producción. [10]

Modificaciones postraduccionales

En los hepatocitos de rata , la MBL se sintetiza en el retículo endoplásmico rugoso . Mientras está en Golgi , sufre dos modificaciones postraduccionales distintas y se ensambla en complejos multiméricos de alto peso molecular. Las modificaciones producen MBL en múltiples formas de masas moleculares ligeramente distintas y pI de 5,7 a 6,2. [12] La escisión proteolítica también resultó en la eliminación del péptido señal N-terminal de 20-aa, [13] y también se detectaron hidroxilación y glicosilación. [12] Algunos residuos de cisteína se pueden convertir en deshidroalanina. [14]

Función

MBL pertenece a la clase de colectinas de la superfamilia de lectinas de tipo C , cuya función parece ser el reconocimiento de patrones en la primera línea de defensa en el huésped preinmune. MBL reconoce los patrones de carbohidratos que se encuentran en la superficie de una gran cantidad de microorganismos patógenos, incluidos bacterias , virus , protozoos y hongos . La unión de MBL a un microorganismo da como resultado la activación de la vía de la lectina del sistema del complemento .

Otra función importante de MBL es que esta molécula se une a las células senescentes [15] y apoptóticas y mejora la absorción de células apoptóticas enteras e intactas, así como los restos celulares por parte de los fagocitos . [16] [17]

Activación

El sistema del complemento se puede activar a través de tres vías: la vía clásica , la vía alternativa y la vía de la lectina . Una forma en que se activa la vía de lectina descubierta más recientemente es a través de la proteína lectina de unión a manosa. MBL se une a los carbohidratos (para ser específicos, residuos de D-manosa y L-fucosa) que se encuentran en las superficies de muchos patógenos.

Por ejemplo, se ha demostrado que MBL se une a:

  • levaduras como Candida albicans [18] [19]
  • virus como el VIH [20] y la influenza A
  • muchas bacterias , incluidas Salmonella y Streptococci
  • parásitos como Leishmania
  • SARS-CoV-2 [21]

Complejos

La MBL en la sangre forma un complejo con (se une a) una serina proteasa llamada MASP (serina proteasa asociada a MBL). Hay tres MASP: MASP-1, MASP-2 y MASP-3, que tienen dominios de proteasa. También existen sMAP (también llamado MAp19) y MAp44, que no tienen dominios de proteasa y se cree que son moléculas reguladoras de MASP. Las MASP también forman complejos con ficolinas , que son similares a MBL funcional y estructuralmente, con la excepción de que las ficolinas reconocen sus objetivos a través de dominios similares al fibrinógeno, a diferencia de MBL.

Para activar el sistema del complemento cuando MBL se une a su objetivo (por ejemplo, manosa en la superficie de una bacteria), la proteína MASP funciona para escindir la proteína sanguínea C4 en C4a y C4b. Los fragmentos de C4b pueden unirse a la superficie de la bacteria e iniciar la formación de una C3-convertasa .

La cascada del complemento subsiguiente catalizada por C3-convertasa da como resultado la creación de un complejo de ataque a la membrana , que causa la lisis del patógeno, así como el yo alterado en el contexto de células apoptóticas y necróticas.

El complejo MBL / MASP-1 también tiene actividad similar a la de la trombina (la trombina coagula la fibrina para iniciar los coágulos de sangre). Los ratones que genéticamente carecen de MBL o MASP-1/3 (pero no MASP-2 / sMAP) tienen un tiempo de sangrado prolongado en modelos experimentales de lesiones, aunque se considera que los ratones son normales si no hay ninguna agresión en el cuerpo.

Significación clínica

Se produce en el hígado como respuesta a una infección y es parte de muchos otros factores denominados proteínas de fase aguda . [22] También se sugirió expresión y función en otros órganos. [23] Se ha informado que los tres polimorfismos estructurales del exón 1 causan susceptibilidad a varias infecciones comunes, incluida la enfermedad meningocócica . [24] [25] Sin embargo, se ha presentado evidencia que sugiere que estas variantes no tienen efectos dañinos con respecto a la enfermedad mengingocócica. [26]

enlaces externos

  • Unión de manano + lectina en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .

Referencias

  1. ^ a b c GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000165471 - Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000024863 - Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed del ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ Fraser IP, Koziel H, Ezekowitz RA (1998). "La proteína de unión a manosa sérica y el receptor de manosa de macrófagos son moléculas de reconocimiento de patrones que unen la inmunidad innata y adaptativa". Semin. Immunol . 10 (5): 363–72. doi : 10.1006 / smim.1998.0141 . PMID 9799711 . 
  6. ^ Worthley DL, Bardy PG, Mullighan CG (2005). "Lectina de unión a manosa: biología e implicaciones clínicas". Revista de Medicina Interna . 35 (9): 548–55. doi : 10.1111 / j.1445-5994.2005.00908.x . PMID 16105157 . S2CID 40041919 .  
  7. ^ Sheriff S, Chang CY, Ezekowitz RA (noviembre de 1994). "El dominio de reconocimiento de carbohidratos de proteína de unión a manosa humana se trimeriza a través de una triple hélice alfa helicoidal". Nat. Struct. Biol . 1 (11): 789–94. doi : 10.1038 / nsb1194-789 . PMID 7634089 . S2CID 5871944 .  
  8. ^ Sastry K, Herman GA, Día L, Deignan E, Bruns G, Morton CC, Ezekowitz RA (octubre de 1989). "El gen de la proteína de unión a manosa humana. La estructura del exón revela su relación evolutiva con un gen de tensioactivo pulmonar humano y la localización en el cromosoma 10" . J. Exp. Med . 170 (4): 1175–89. doi : 10.1084 / jem.170.4.1175 . PMC 2189467 . PMID 2477486 .  
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