Рецептори розпізнавання патерну

Рецептори розпізнавання патерну — це білки, присутні на поверхні клітин імунної системи і здатні розпізнавати стандартні молекулярні структури (патерни), специфічні для великих груп патогенів. Їх також називають рецепторами розпізнавання патогену. В порівнянні з системою адаптивного імунітету, такі рецептори і пов'язані з ними механізми імунного захисту є еволюційно древнішими.

Молекули, що можна пізнати

Рецептори розпізнавання патерну в ході еволюції були відібрані за специфічностю до бактеріального ліпополісахариду і глікопротеїнів, що містять залишки манози, а також до деяких видів нуклеїнових кислот, пептидів (флажелін, білок бактеріального джгутика, бактеріальні пептидоглікани), ліпотейхоєвих кислот, ліпопротеїнів. Крім того існують рецептори, що розпізнають сигнали клітинного стресу, наприклад, сечову кислоту.

Класифікація рецепторів

Рецептори розпізнавання патерну класифікують за специфічностю до ліганду, функцією, локалізацією і за походженням у еволюції. За функцією вони поділяються на два класи: сигнальні та ендоцитозні.

• Сигнальні рецептори розпізнавання патерну включають, наприклад, Toll-подібні рецептори.
• Ендоцитозні рецептори розпізнавання патерну, наприклад, манозні рецептори макрофагів, необхідні для прикріплення, поглинання та процесування мікроорганізмів фагоцитами незалежно від внутрішньоклітинної передачі регуляторного сигналу. Крім патогенів вони впізнають також апоптозні клітини.

Мембранні рецептори розпізнавання патерну

Рецептори-кінази

Вперше рецептори розпізнавання патерну були відкриті у рослин^[1]. Пізніше безліч гомологічних рецепторів було виявлено при аналізі геномів рослин (у рису 370, у Arabidopsis — 47). На відміну від рецепторів розпізнавання патерну у тварин, які пов'язують внутрішньоклітинні протеїнкінази за допомогою адапторних білків, рослинні рецептори являють собою один білок, який складається з декількох доменів: позаклітинного, впізнаючого патоген, внутрішньоклітинного, який має кіназну активність, і трансмембранного, який зв'язує перші два.

Toll-подібні рецептори

Докладніше: Toll-подібний рецептор

Цей клас рецепторів розпізнає патогени поза клітинами або в ендосовах^[2]. Вони були вперше виявлені у дрозофіли і індукують синтез і секрецію цитокінів, необхідних для активації імунної відповіді. В даний час Toll-подібні рецептори виявлені у багатьох видів. У тварин їх налічують 11 (tlr1 tlr11). Взаємодія Toll-подібних рецепторів з лігандами приводить до індукції сигнальних шляхів NF-κB і Мар кінази, які, в свою чергу, індукують синтез і секрецію цитокінів і молекул, що стимулюють презентацію антигену^[3].

Цитоплазматичні рецептори розпізнавання патерну

Nod-подібні рецептори

Докладніше: Nod-подібний рецептор

Nod-подібні рецептори — це цитоплазматичні білки з різними функціями. У ссавців їх знайдено близько 20, і більшість з них підрозділяють на дві головних підродини: NOD і NALP. Крім того, до цього сімейства рецепторів відносять трансактиватор головного комплексу гістосумісності класу II і деякі інші молекули. Розпізнаючи патоген всередині клітини, рецептори олигомеризуються й утворюють інфламасому, що активує ферменти протеолітичної активації цитокінів, наприклад, інтерлейкіну 1 бета. Рецептори активують також сигнальний шлях NF-κB та синтез цитокінів^[4][5].

Примітки

1. Song W. Y., Wang G. L., Chen L. L., Kim H. S., Pi L. Y., Holsten T., Gardner J., Wang B., Zhai W. X., Zhu L. H., Fauquet C., Ronald P. A receptor kinase-like protein encoded by the rice disease resistance gene, Xa21 // Science : journal. — 1995. — Vol. 270, no. 5243 (12). — P. 1804—1806. — PMID 8525370 .
2. Beutler B., Jiang Z., Georgel P., Crozat K., Croker B., Rutschmann S., Du X., Hoebe K. Genetic analysis of host resistance: Toll-like receptor signaling and immunity at large // Annu. Rev. Immunol. : journal. — 2006. — Vol. 24. — P. 353—389. — DOI:10.1146/annurev.immunol.24.021605.090552. — PMID 16551253 .
3. Doyle S. L., O'Neill L. A. Toll-like receptors: from the discovery of NFkappaB to new insights into transcriptional regulations in innate immunity // Biochem. Pharmacol. : journal. — 2006. — Vol. 72, no. 9 (10). — P. 1102—1113. — DOI:10.1016/j.bcp.2006.07.010. — PMID 16930560 .
4. Ting J. P., Williams K. L. The CATERPILLER family: an ancient family of immune/apoptotic proteins // Clin. Immunol. : journal. — 2005. — Vol. 115, no. 1 (4). — P. 33—7. — DOI:10.1016/j.clim.2005.02.007. — PMID 15870018 .
5. Inohara, Inohara, McDonald C., Nuñez G. NOD-LRR proteins: role in host-microbial interactions and inflammatory disease // Annu. Rev. Biochem. : journal. — 2005. — Vol. 74. — P. 355—383. — DOI:10.1146/annurev.biochem.74.082803.133347. — PMID 15952891 .