Репликация днк: учебное пособие
Роль протеасомы в представлении антигенов
жүктеу/скачать 2,57 Mb. Pdf көрінісі
|
Спивак И.М. - Репликация ДНК учебное пособие - 2011
| 8.4. Роль протеасомы в представлении антигенов
комплекса МНС (Major complex of histocompatibility) Синтезирующиеся в клетке аномальные и чужеродные белки также подвергаются деградации 26S протеасомой по АТР– и убиквитин-зависимому пути. В результате гидро- лиза этих белков образуется набор полипептидов длиной от 5 до 24 аминокислот, часть из которых может являться антигенными эпитопами. Полипептиды длиной от 8 до 11 амино- кислот соединяются в цитозоле с ТАР (Transporter associated with antigen presentation) и пере- носятся в эндоплазматический ретикулум, где они связываются в комплексы с молекулами класса I МНС и выносятся на поверхность клетки. Презентация этих антигенов дает воз- можность иммунной системе при помощи цитотоксических Т-лимфоцитов обнаруживать и разрушать клетки, экспрессирующие вирусные или другие необычные полипептиды. Цен- тральная роль протеасомы в этом процессе была доказана опытами с использованием ее ингибиторов. Связь протеасомы с иммунным ответом подтверждается и тем, что гены двух из трех γ-интерферон-индуцибельных β-субъединиц протеасомы – LMP2 и 7 (Low molecular mass polypeptides) расположены в локусе генов комплекса МНС. В присутствии γ-интерферона три конституционные β-субъединицы, X, У и Z замещаются на свои иммунные изоформы LMP2, LMP7 и MECL-1 (Multicatalytic endopeptidase complex-like-1) соответственно с обра- зованием так называемой иммунопротеасомы. Хотя скорость протеолиза белков при подоб- ной замене не возрастает, но существенно изменяется спектр образуемых при протеолизе полипептидов: в несколько раз возрастает количество потенциальных антигенных полипеп- тидов с «правильным» С-концом, необходимым для связывания с ТАР. В лимфоидных орга- нах (селезенка, тимус и лимфатические узлы) эти субъединицы экспрессируются постоянно. Сравнение содержания конститутивно-экспрессируемой субъединицы X и замещающей ее индуцибельной субъединицы LPM7 выявило различное их содержание в таких органах, как печень, селезенка, язык и гипофиз. Было показано, что специфичность разрезания пептид- ных субстратов сильно различается у протеасом, выделенных из мозга и гипофиза, где обна- руживается только обычная протеасома, и из селезенки, где присутствует преимущественно иммунопротеасома. В эукариотических клетках обнаружен еще один активатор 20S протеасомы – РА28 (REG или 11S регулятор), который может ассоциировать in vitro с 20S протеасомой в отсут- ствие АТР, образуя комплекс РА28-20S-РА28 (рис. 36). Две субъединицы этого комплекса – РА28α и РА28β – индуцируются в ответ на действие основного иммуномодуляторного цитокина γ-интерферона, что указывает на важную роль этого активатора и его участие в иммунном ответе. Комплекс РА28 имеет молекулярную массу около 180 кДа. Он, как и РА700, присоединяется к дистальным α-кольцам 20S протеасомы. Рентгеноструктурный анатиз показал, что при образовании комплекса между 20S протеасомой и РА28, происходит, как и при взаимодействии 20S протеасомы с РА700, открытие канала в α-кольце, однако это не приводит к утилизации таким комплексом белковых субстратов. РА28 активирует только гидролиз коротких полипептидов. Физиологическое значение активации гидролиза пептидов активатором РА28 не совсем ясно, так как содержание свободных пептидов в клетках очень мало. Вероятно, роль РА28 может заключаться в регуляции продукции антигенных пептидов для представления молекулами класса 1 МНС. Во-первых, как уже говорилось, содержание субъединиц РА28 повышается под действием γ-интерферона. Во-вторых, РА28 изменяет специфичность раз- резания полипептидов. В-третьих, повышенная экспрессия РА28α после трансфекции при- водит к более эффективной презентации антигенов. Существует два объяснения того, как И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие» 113 РА28 осуществляет более эффективную презентацию антигенов. Комплекс РА28-20S-РА28 может гидролизовать более длинные полипептиды, первоначально образуемые 26S протеа- сомой после деградации убиквитинированных белков. Также оба активатора – РА700 и РА28 – могут присоединяться к 20S протеасоме одновременно с образованием гибридной моле- кулы – комплекса РА700-20S-РА28. Возможно, гибридная протеасома способна осуществ- лять более эффективный гидролиз ряда субстратов с образованием антигенных полипепти- дов – убиквитинированный белковый субстрат узнается РА700 и транспортируется в полость 20S ядра, протеолитическая способность которой модифицирована активатором РА28. Было показано, что под действием γ-интерферона происходит накопление в цитоплазме формы РА700-20S-РА28. Предполагается также, что in vivo действие РА28 может заключаться в сти- муляции высвобождения продуктов деградации. |