Τετρασπανίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Οι τετρασπανίνες (αγγλ.: tetraspanins) αποτελούν μια υπεροικογένεια διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που απαντώνται σε όλους τους πολυκύτταρους, ευκαρυωτικούς οργανισμούς.[1][2] Τα μέλη αυτής της υπεροικογένειας διαθέτουν παρόμοια δομικά χαρακτηριστικά.[3] Οι τετρασπανίνες συμμετέχουν σε διάφορες κυτταρικές λειτουργίες και η δυσλειτουργία τους έχει ενοχοποιηθεί για μια ποικιλία ετερόκλητων παθολογικών καταστάσεων, όπως για παράδειγμα η X-φυλοσύνδετη διανοητική καθυστέρηση,[4] η ανεπάρκεια αντισωμάτων[5] και η εκφύλιση του αμφιβληστροειδούς χιτώνα του οφθαλμού.[6] Πλέον, οι τετρασπανίνες θεωρούνται μοριακοί μεσολαβητές που αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες και τις αγκυροβολούν σε ειδικά τμήματα της κυτταρικής μεμβράνης.[7][8] Αυτά τα τμήματα της μεμβράνης ονομάζονται ιστοί τετρασπανινών (αγγλ.: tetraspanin webs) ή μικροπεδία εμπλουτισμένα σε τετρασπανίνες (αγγλ.: tetraspanin enriched microdomains, ΤΕΜ). Τα ΤΕΜ αποτελούν λειτουργικές περιοχές της κυτταρικής μεμβράνης, στις οποίες ρυθμίζεται η δραστηριότητα των εκεί αγκυροβολημένων πρωτεϊνών.[9]

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι τετρασπανίνες διαθέτουν 4 διαμεμβρανικές περιοχές, δύο εξωκυττάριες φουρκέτες (EC1 και EC2), μια μικρή ενδοκυττάρια φουρκέτα και 2 κυτταροπλασματικές ουρές. Στην εικόνα καταδεικνύεται και η ύπαρξη των συντηρημένων αμινοξέων.

Οι τετρασπανίνες είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και το μήκος τους κυμαίνεται μεταξύ 200 και 350 αμινοξικών καταλοίπων. Η πεπτιδική τους αλυσίδα διαπερνά τέσσερις φορές τη πλασματική μεμβράνη, εξ ου και η ονομασία τους.[α] Οι τέσσερις διαμεμβρανικές περιοχές είναι υδρόφοβες και προσδιορίζονται ως ΤΜ1, ΤΜ2, ΤΜ3 και ΤΜ4. [7][3][β] Άλλες δομικές περιοχές των τετρασπανινών είναι:[3][10][11]

  • η βραχεία εξωκυττάρια φουρκέτα (SEL ή SED ή EC1)[γ] η οποία ενώνει την ΤΜ1 με τη ΤΜ2
  • η μακρά εξωκυττάρια φουρκέτα (LEL ή LED ή EC2)[δ] που ενώνει τη ΤΜ3 με τη ΤΜ4
  • μία πολύ μικρή ενδοκυττάρια φουρκέτα (IL)[ε] που ενώνει τη ΤΜ2 με τη ΤΜ3
  • μία βραχεία κυτταροπλασματική ουρά στο αμινοτελικό και
  • μία βραχεία κυτταροπλασματική ουρά στο καρβοξυτελικό άκρο της πρωτεΐνης.

Όσον αφορά την πρωτοταγή δομή, οι τετρασπανίνες δεν εμφανίζουν υψηλή ομολογία μεταξύ τους και μόνο ελάχιστα αμινοξικά κατάλοιπα είναι συντηρημένα μεταξύ των μελών της οικογένειας. Παρόλα αυτά, τα συντηρημένα αυτά αμινοξέα αποτελούν το χαρακτηριστικό γνώρισμα που διαχωρίζει τις τετρασπανίνες από άλλες πρωτεΐνες με 4 διαμεμβρανικές περιοχές. Οι ΤΜ περιοχές περιέχουν συχνά πολικά αμινοξέα όπως ασπαραγίνη, γλουταμινικό και γλουταμίνη. Επίσης, η EC2 περιέχει ολιγάριθμα συντηρημένα κυστεϊνικά κατάλοιπα, δύο εκ των οποίων συμμετέχουν στο σχηματισμό του υπερσυντηρημένου –και χαρακτηριστικού για τις τετρασπανίνες- μοτίβου CCG.[στ] Αυτά τα κυστεϊνικά κατάλοιπα καθώς και το CCG μοτίβο συμμετέχουν στο σχηματισμό δισουλφιδικών δεσμών στη EC2. Συντηρημένα κυστεϊνικά κατάλοιπα υπάρχουν επίσης και στις ενδοκυττάριες περιοχές τα οποία και συμμετέχουν στην παλμιτυλίωση των τετρασπανινών.[7][3]

Εκτός από τη παλμιτυλίωση, άλλη μετα-μεταφραστική τροποποίηση που υπόκεινται πολλές τετρασπανίνες είναι η γλυκοζυλίωση της EC2.[12]

Λειτουργίες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ύπαρξη της υπεροικογένειας των τετρασπανινών προτάθηκε για πρώτη φορά το 1990,[13] επομένως αυτό το πεδίο έρευνας είναι σχετικά πρόσφατο και για αυτό το λόγο δεν έχουν διαλευκανθεί ακόμα πλήρως όλες οι λειτουργίες τους. Η αδρανοποίηση των τετρασπανινών επηρεάζει ένα μεγάλο εύρος φυσιολογικών λειτουργιών τόσο στον άνθρωπο όσο και σε άλλα είδη, όπως ο ποντικός και η δροσόφιλα.[3] Πλέον θεωρείται ότι οι τετρασπανίνες δρουν ως μοριακοί μεσολαβητές που αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες και τις αγκυροβολούν στα ΤΕΜ.[7][8] Εκεί, οι τετρασπανίνες επηρεάζουν τη λειτουργία των πρωτεϊνών με τις οποίες αλληλεπιδρούν ρυθμίζοντας κάποια από τις εξής διεργασίες:[14]

  • Την πρωτεόλυση της πρωτεΐνης
  • Την ενδοκυττάρια μεταφορά της πρωτεΐνης
  • Την πρόσδεση των πρωτεϊνών-υποδοχέων με τον προσδέτη τους
  • Τη μεταγωγή σήματος από τις πρωτεΐνες-υποδοχείς.

Ανθρώπινες τετρασπανίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι τετρασπανίνες εντοπίζονται σε ένα μεγάλο εύρος οργανισμών, από τους πολυκύτταρους μύκητες μέχρι τον άνθρωπο.[15] Κάθε είδος διαθέτει διαφορετικό αριθμό τετρασπανινών. Στον άνθρωπο έχουν εντοπιστεί 33 τετρασπανίνες και έχει προταθεί η ταξινόμησή τους σε 4 οικογένειες βάσει φυλογενετικών αναλύσεων.[2] Κατά σείρα φθίνοντα αριθμού μελών οι οικογένειες αυτές είναι:[2][16]

  1. η οικογένεια CD
  2. η οικογένεια RDS[ζ]
  3. η οικογένεια CD63 και
  4. η οικογένεια των ουροπλακινών.

Κατάλογος ανθρώπινων τετρασπανινών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οικογένεια Τετρασπανίνη Άλλες ονομασίες Γονίδιο
CD TSPAN1 NET1, TM4C, TM4SF TSPAN1
TSPAN2 NET3, TSN2 TSPAN2
TSPAN4 NAG2, TM4SF7 TSPAN4
TSPAN8 CO-029, TM4SF3 TSPAN8
TSPAN9 NET5, PP1057 TSPAN9
TSPAN16 TM-8, TM4-B, TM4SF16 TSPAN16
TSPAN18 UNQ3042/PRO9858 TSPAN18
TSPAN19 - TSPAN19
TSPAN24 CD151, GP27, MER2, PETA-3, RAPH, SFA1 CD151
TSPAN25 CD53, MOX44 CD53
TSPAN26 CD37, GP52-40 CD37
TSPAN27 CD82, 4F9, C33, GR15, IA4, KAI1, R2, SAR2, ST6 CD82
TSPAN28 CD81, CVID6, S5.7, TAPA1 CD81
TSPAN29 CD9, GIG2, BTCC-1, DRAP-27, MIC3, MRP-1 CD9
TSPAN33 PEN TSPAN33
RDS TSPAN5 NET4, TM4SF9 TSPAN5
TSPAN10 OCSP TSPAN10
TSPAN11 UNQ1971, VSSW1971 TSPAN11
TSPAN14 DC-TM4F2, TM4SF14 TSPAN14
TSPAN15 UNQ677/PRO1311, 2700063A19Rik, NET7, TM4SF15 TSPAN15
TSPAN17 FBX23, FBXO23, TM4SF17 TSPAN17
TSPAN22 PRPH2, AOFMD, AVMD, CACD2, DS, PRPH, RDS, RP7, rd2 PRPH2
TSPAN23 ROM1, ROSP1, RP7 ROM1
CD63 TSPAN3 TM4-A, TM4SF8 TSPAN3
TSPAN6 UNQ767/PRO1560, T245, TM4SF6 TSPAN6
TSPAN7 CD231, A15, CCG-B7, DXS1692E, MRX58, MXS1, TALLA-1, TM4SF2, TM4SF2b TSPAN7
TSPAN13 UNQ260/PRO296, NET-6, NET6, TM4SF13 TSPAN13
TSPAN30 CD63, LAMP-3, ME491, MLA1, OMA81H CD63
TSPAN31 SAS TSPAN31
Ουροπλακίνες TSPAN12 UNQ774/PRO1568, EVR5, NET2, TM4SF12 TSPAN12
TSPAN20 uroplakin 1B UPK1B
TSPAN21 uroplakin 1A UPK1A
TSPAN32 ART1, PHEMX, PHMX, TSSC6 TSPAN32

Υποσημειώσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • α  Tetra (ελλ.: τετράκις) + span (ελλ.: διαπερνώ).
  • β  ΤΜ εκ του transmembrane (ελλ.: διαμεμβρανικός).
  • γ  SEL εκ του short extracellular loop (ελλ.: βραχεία εξωκυττάρια φουρκέτα), SED εκ του short extracellular domain (ελλ.: βραχεία εξωκυττάρια περιοχή), EC εκ του extracellular (ελλ.: εξωκυττάριος).
  • δ  LEL εκ του long extracellular loop (ελλ.: μακρά εξωκυττάρια φουρκέτα), LED εκ του long extracellular domain (ελλ.: μακρά εξωκυττάρια περιοχή) και EC εκ του extracellular (ελλ.: εξωκυττάριος).
  • ε  IL εκ του intracellular loop (ελλ.: ενδοκυττάρια φουρκέτα).
  • στ  Κυστεΐνη- κυστεΐνη-γλυκίνη.
  • ζ  RDS εκ του peripherin/retinal degeneration slow

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Berditchevski, F. (2001). «Complexes of tetraspanins with integrins: more than meets the eye.». Journal of Cell Science 114 (23): 4143–4151. PMID 11739647. http://jcs.biologists.org/content/114/23/4143.long. 
  2. 2,0 2,1 2,2 Garcia-España, Antonio (2008-04). «Appearance of new tetraspanin genes during vertebrate evolution». Genomics 91 (4): 326–334. doi:10.1016/j.ygeno.2007.12.005. ISSN 1089-8646. PMID 18291621. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Hemler, Martin E (2005-10). «Tetraspanin functions and associated microdomains». Nature reviews. Molecular cell biology 6 (10): 801–811. doi:10.1038/nrm1736. ISSN 1471-0072. PMID 16314869. 
  4. Zemni, R (2000-02). «A new gene involved in X-linked mental retardation identified by analysis of an X;2 balanced translocation». Nature genetics 24 (2): 167–170. doi:10.1038/72829. ISSN 1061-4036. PMID 10655063. 
  5. van Zelm, Menno C (2010-04). «CD81 gene defect in humans disrupts CD19 complex formation and leads to antibody deficiency». The Journal of clinical investigation 120 (4): 1265–1274. doi:10.1172/JCI39748. ISSN 1558-8238. PMID 20237408. 
  6. Goldberg, Andrew F X (2006). «Role of peripherin/rds in vertebrate photoreceptor architecture and inherited retinal degenerations». International review of cytology 253: 131–175. doi:10.1016/S0074-7696(06)53004-9. ISSN 0074-7696. PMID 17098056. 
  7. 7,0 7,1 7,2 7,3 Maecker, H T (1997-05). «The tetraspanin superfamily: molecular facilitators». FASEB journal: official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology 11 (6): 428–442. ISSN 0892-6638. PMID 9194523. 
  8. 8,0 8,1 Seigneuret, Michel; Hélène Conjeaud, Hui-Tang Zhang, Xiang-Peng Kong (2013-01-01). «Structural Bases for Tetraspanin Functions». Στο: Fedor Berditchevski, Eric Rubinstein (eds.). Tetraspanins. Proteins and Cell Regulation. Springer Netherlands, σελ. 1–29. ISBN 978-94-007-6069-1, 978-94-007-6070-7. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-6070-7_1. Ανακτήθηκε στις 2013-07-11. 
  9. Hemler, Martin E (2003). «Tetraspanin proteins mediate cellular penetration, invasion, and fusion events and define a novel type of membrane microdomain». Annual review of cell and developmental biology 19: 397–422. doi:10.1146/annurev.cellbio.19.111301.153609. ISSN 1081-0706. PMID 14570575. 
  10. Yáñez-Mó, María (2009-09). «Tetraspanin-enriched microdomains: a functional unit in cell plasma membranes». Trends in cell biology 19 (9): 434–446. doi:10.1016/j.tcb.2009.06.004. ISSN 1879-3088. PMID 19709882. 
  11. Rubinstein, Eric (2011-04). «The complexity of tetraspanins». Biochemical Society transactions 39 (2): 501–505. doi:10.1042/BST0390501. ISSN 1470-8752. PMID 21428928. 
  12. Wright, Mark D. (1994). «The ins and outs of the transmembrane 4 superfamily». Immunology Today 15 (12): 588–594. doi:10.1016/0167-5699(94)90222-4. ISSN 0167-5699. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0167569994902224. Ανακτήθηκε στις 2014-03-29. 
  13. Oren, R. (1990-08-01). «TAPA-1, the target of an antiproliferative antibody, defines a new family of transmembrane proteins.». Molecular and Cellular Biology 10 (8): 4007–4015. doi:10.1128/MCB.10.8.4007. ISSN 1098-5549 0270-7306, 1098-5549. PMID 1695320. http://mcb.asm.org/content/10/8/4007. Ανακτήθηκε στις 2014-04-01. 
  14. Rubinstein, Eric; Stéphanie Charrin, Michael G. Tomlinson (2013-01-01). «Organisation of the Tetraspanin Web». Στο: Fedor Berditchevski, Eric Rubinstein (eds.). Tetraspanins. Proteins and Cell Regulation. Springer Netherlands, σελ. 47–90. ISBN 978-94-007-6069-1, 978-94-007-6070-7. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-6070-7_3. Ανακτήθηκε στις 2013-07-11. 
  15. Huang, Shengfeng (2005). «The phylogenetic analysis of tetraspanins projects the evolution of cell–cell interactions from unicellular to multicellular organisms». Genomics 86 (6): 674–684. doi:10.1016/j.ygeno.2005.08.004. ISSN 0888-7543. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754305002156. Ανακτήθηκε στις 2013-07-11. 
  16. DeSalle, Rob; Tung-Tien Sun, Tjard Bergmann, Antonio Garcia-España (2013-01-01). «The Evolution of Tetraspanins Through a Phylogenetic Lens». Στο: Fedor Berditchevski, Eric Rubinstein (eds.). Tetraspanins. Proteins and Cell Regulation. Springer Netherlands, σελ. 31–45. ISBN 978-94-007-6069-1, 978-94-007-6070-7. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-007-6070-7_2. Ανακτήθηκε στις 2013-07-11. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]