Receptor kolagenu

Receptory kolagenu to białka błonowe, które wiążą białko macierzy zewnątrzkomórkowej, kolagen , najobficiej występujące białko u ssaków. Kontrolują głównie proliferację, migrację i adhezję komórek, aktywację kaskady krzepnięcia oraz wpływają na strukturę ECM poprzez regulację MMP (metaloproteinazy macierzy).

Istnieje co najmniej osiem ludzkich receptorów kolagenu.

Glikoproteiny błony płytek krwi

Glikoproteiny błony płytek krwi , głównie GPIa/IIa, GPVI i prawdopodobnie także GPIV , działają jako receptory zaangażowane w adhezję płytek krwi do kolagenu . Wiodącą rolę w eliminacji urazów wysokostresowych pełni kompleks glikoproteiny Ib-IX-V .

Integryny

Integryny działają jako główny receptor komórkowy dla białka macierzy pozakomórkowej. Receptory te zawierają podjednostki transbłonowe α i β, które są związane niekowalencyjnie. Wiązanie kolagenu zapewniają przede wszystkim integryny α1β1, α2β1, α10β1 i α11β1.

Integryna α1β1 wiąże się z kolagenem poprzez motyw MIDAS w domenie I podjednostki α. Preferencyjnie wiąże kolageny IV, VI i typu XIII, ale także kolageny fibrylotwórcze. Zidentyfikowano specyficzne miejsca wiązania w kolagenie I i IV. Receptor ten zlokalizowany jest głównie na komórkach mezenchymalnych. Funkcje obejmują: proliferację fibroblastów; regulacja syntezy kolagenu i ekspresji MMP ; odpowiedź na uszkodzenie nerek.

Integryna α2β1 preferencyjnie wiąże kolageny tworzące fibryle. Zidentyfikowano specyficzne miejsca wiązania w kolagenie I i III. Integryna α2β1 ulega ekspresji głównie na komórkach nabłonka i płytkach krwi. Funkcje obejmują: adhezję płytek krwi - najobficiej występujący receptor kolagenu w płytkach krwi ; morfogeneza rozgałęzień; aktywacja komórek tucznych; adhezji keratynocytów i jest głównym regulatorem migracji komórek.

Integryna α10β1 preferencyjnie wiąże kolageny IV i VI, ale także kolagen II. Ulega ekspresji na chondrocytach i mięśniu sercowym. Zaangażowany w morfogenezę i funkcję płytek wzrostu.

Integryna α11β1 ulega ekspresji w komórkach mezenchymalnych w niektórych częściach zarodka podczas jego rozwoju, a także w mięśniach dorosłych: korzystnie wiąże kolagen włóknisty. Receptory integryny zdolne do wiązania kolagenu mogą, zgodnie z wynikami (Garnotel R i in. 2000), obejmować integrynę α10β2, która znajduje się na monocytach i wiąże kolagen typu I.

Receptory domeny dyskoidyny

Receptory domeny dyskoidyny tworzą podgrupę receptorowych kinaz tyrozynowych . Aktywacja receptora ma miejsce, gdy kolagen wiąże się z wstępnie uformowanymi dimerami DDR na błonie komórkowej, kiedy kolagen jest związany, prawdopodobnie zachodzi zmiana konformacyjna, która powoduje obracanie się kinaz cytozolowych do siebie i ich autofosfohorylację. Dokładny sposób aktywacji receptora nie jest jak dotąd znany. W przeciwieństwie do innych receptorów kinazy tyrozynowej, maksymalna aktywacja receptorów następuje 18 godzin po stymulacji kolagenem. Działają jako receptory dla różnych typów kolagenu, rozpoznają wiele kolagenów włóknistych, a także są zdolne do wiązania niektórych kolagenów niefibrylarnych. Niemniej jednak natywna konformacja kolagenu jest wymagana do wiązania receptora, zdenaturowany kolagen nie jest związany. DDR są szeroko wyrażane już podczas rozwoju, a poziom ekspresji jest również wysoki u dorosłych.

DDR1 jest homodimerem. Jego ektodomena składa się z domeny dyskoidyny wiążącej kolagen, po której następuje około 200 reszt o nieznanej strukturze. Wiąże kolageny fibrylotwórcze, przede wszystkim kolagen typu IV, ale także kolagen typu I, VI, VIII. Ulega ekspresji głównie w komórkach nabłonkowych i leukocytach, a szybkość ekspresji zmienia się w zależności od fazy cyklu komórkowego. Funkcje obejmują: rozwój gruczołu sutkowego; naprawa rany tętniczej; regulacja proliferacji komórek, adhezji komórek i ekspresji MMP; czynność nerek, różnicowanie i funkcja leukocytów.

DDR2 jak wyżej. Wiąże kolageny fibrylotwórcze, kolagen typu I, II, III i X. Zidentyfikowano specyficzne miejsce wiązania w kolagenie II. Jest specyficzny dla komórek mezenchymalnych. Funkcje obejmują: proliferację chondrocytów i wzrost kości; regulacja proliferacji komórek, adhezja komórek i indukcja ekspresji MMP.

Receptory podobne do immunoglobulin

glikoproteiny VI GPVI należy do rodziny glikoprotein immunoglobulin. Składa się z dwóch zewnątrzbłonowych domen immunoglobulinowych, które są związane z pozakomórkową glikozylowaną mucyną i razem tworzą łodygę. Kolejną częścią receptora jest helisa przezbłonowa z krótką domeną cytozolową. Łańcuch FcRγ z domeną ITAM (motyw aktywacyjny oparty na immunoreceptorze tyrozyny) jest związany z domeną transbłonową. Krótka domena cytozolowa oddziałuje z kalmoduliną i kinazami Src Lyn i Fyn. Te kinazy Src fosforylują tyrozynę w domenie ITAM i aktywują kaskadę sygnalizacyjną. Glikoproteina VI należy do receptorów kolagenowych, których ekspresja występuje głównie na powierzchni płytek krwi. Wraz z receptorem integryny α2β1 zapewniają aktywację kaskady krzepnięcia w przypadku uszkodzenia naczynia krwionośnego. Kiedy dochodzi do uszkodzenia, kolagen śródbłonka zostaje odsłonięty i wiąże się z receptorem GPVI na płytkach krwi. Ta interakcja aktywuje kaskady sygnalizacyjne prowadzące do uwolnienia czynników krzepnięcia. Ligandami są głównie kolageny włókniste typu I i III. Funkcje obejmują: Adhezję i aktywację płytek krwi - najważniejszy płytkowy receptor kolagenu pod względem sygnalizacji.

LAIR1 (receptor IG-podobny do leukocytów) działa jako sygnał hamujący dla różnych komórek odpornościowych. Lair-1 składa się z domeny Ig, helisy transbłonowej i krótkiej domeny cytozolowej, która zawiera dwa motywy hamujące (ITIM), które mogą blokować domenę tyrozynową po aktywacji. Ligandem receptora Lair-1 jest kolagen transbłonowy typu XVII, wiąże on również kolagen typu I i III. Wiązanie kolagenu hamuje funkcję Lair-1.

Receptory mannozy

Receptor mannozy zapewnia odbiór pozakomórkowych ligandów. Do rodziny receptorów mannozowych należą: receptor mannozowy, receptor M-fosfolipazy A2 (PLA2R), Dec-205, Endo180/uPARAP. Dzielą domenę zewnątrzkomórkową, która zawiera domenę N-końcową bogatą w cysteinę, domenę F2 fibronektyny typu II i kilka domen C-lektynowych. Kolagen z tej rodziny mannoz jest specyficznie wiązany przez receptor mannozowy, receptor M-fosfolipazy A2 i receptor Endo180. Wiązanie kolagenu lub zdenaturowanego kolagenu (żelatyny) zapewnia domena F2 i częściowo domena C-końcowa (aa 1000-1453), która wiąże potrójną helisę kolagenu typu I. W populacji fibroblastów z niefunkcjonalnym receptorem Endo180 obserwowano niezdolność do internalizacji kolagenu i zmniejszoną zdolność adhezji oraz związaną z tym zwiększoną migrację w macierzy kolagenowej. Dokładna zasada wiązania kolagenu z receptorem mannozy nie jest dotychczas znana. Receptor Endo180 ulega ekspresji na fibroblastach, komórkach śródbłonka i makrofagach.

Vogel, WF, 2001. Sygnalizacja receptora kolagenu w zdrowiu i chorobie. European Journal of Dermatology 11, 506-514.

White, DJ, Puranen, S., Johnson, MS, Heino, J., 2004. Podrodzina receptorów kolagenowych integryn. International Journal of Biochemistry & Cell Biology 36, 1405-1410.