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粘合素超家族(integrin superfamily)的粘附分子主要介导细胞与细胞外基质的粘附,使细胞得以附着而形成整体(integration),故得名。此外,粘合素超家族的粘附分子还介导白细胞血管内皮细胞的粘附。

(一)粘合素分子的基本结构

粘合素超家族的粘附分子都是由α、β两条链由非共价键连接组成的异源双休(heterodimer)。α链的分子量为120~180kD,β链的分子量为90~110kD,不同的α链(或称亚单位)或β链(或称亚单位)氨基酸组成和序列有不同程度的共源性,在结构上有其共同的特点。α和β亚单位均由胞浆区、穿膜区、胞膜外区三部分组成。胞浆区一般较短,可能与细胞骨架相联。穿膜区富含疏水氨基酸。β亚单位的胞膜外部分含有4个富含半胱氨酸重复序列,靠近外侧N端的40~50kD的氨基酸残基通过链内二硫键紧密折叠在一起(图6-1)。

粘附分子结构模式图


图6-1 粘附分子结构模式图

(二)粘合素分子的组成

目前已知至少有14种α亚单位和8种β亚单位,除α7和αIEL外其它粘附分子亚单位均已基因克隆成功。α亚单位和β亚单位组合构成粘合素分子并不是随机的,多数α亚单位只能与一种β亚单位结合成异源双体,而大部分β亚单位则可以结合数种不同α亚单位。目前按β亚单位的不同可将粘合素超家族分为7个不同的组,在同一组粘合素分子的不同成员中,β链相同,α链不同。已知α链和β链有20种左右的组合形式。表6-3概括了目前常见的粘合素超家族粘附分子β1、β2和β3组的结构及其相应配体

表6-3 粘合素超家族粘附分子β1、β2、β3组结构及其相应配体

分组 成员 α/β亚单位
分子量(kD)
亚单位
结构
分布 配体
VLA组
(β1组)
VLA-1
VLA-2
VLA-3
VLA-4
VLA-5
VLA-6
(α7β1)
(α8β1)
VNR-β1
210/13(CD49a/CD29)
165/130(CD49d/CD29)
135+25/130(CD49c/CD29)
150/130(cd49d/CD29)
135+25/130(CD49e/CD29)
120+30/130(CD49f/CD29)
(-/CD29)
(-/CD29)
150/130
(CD51/CD29)
α1β1
α2β1
α3β1
α4β1
α5β1
α6β1
α7β1
α8β1
αvβ1
广泛
广泛
广泛(但未见在淋细胞表面
淋巴细胞Mo
广泛
广泛
某些细胞系
CA,LM
CA,LM
FN,LM,CA
FN,VCAM-1
FN
LM
LM(?)
FN,(VN)
白细胞粘
受体
(β2)
LFA-1
Mac1/CDR3
P150,95/CR4
180/95(CD11b/CD18)
165/95(CD11b/CD18)
150/95(CD11c/CD18)
αLβ2
ΑMβ2
αXβ2
白细胞
吞噬细胞大颗粒淋巴细胞
吞噬细胞大颗粒淋巴细胞
某些T细胞
ICAM-1
ICAM-2,3
ic3b,FB
X因子,ICAM-1
FB,ic3b
血小板
蛋白
(β3组)
9pⅡbⅢa
VNR/β3
120+25/105(CD51/CD61)
125+24/105(CD51/CD61)
αⅡβ3
αvβ3
血小板、巨核细胞单核细胞内皮细胞、中性细胞
广泛
FB,FN,vWF,TSP,
VN,FB,vWF,TSP,FN,CA

注:FN:纤维粘连蛋白:LM:层粘连蛋白;TSP:血栓海绵蛋白;VLA:很晚出现的抗原;CA:胶原蛋白:VN:粘连蛋;FB:血纤维蛋白;vWF:von Witlebrand因子;X因子;Factor X:ICAM-1(2,3),细胞间粘附分子-1(2,3);VCAM-1:血管细胞粘附分子-1。

(三)粘合素分子的分布

粘合素分子在体内分布很广泛,多数粘合素分子可以表达于多种组织、细胞,如VLA组的粘合素分子在体内广泛分布于各种组织、细胞,而多数细胞可同时表达数种不同的粘合素分子。对体外培养哺乳动物来源的细胞系粘合素分子表达进行检测,发现每一种细胞系同时表达2~10种不同的粘合素分子,但不同类型的细胞表达粘合素分子的种类是不同的。某些粘合素分子的表达则具有显著的细胞类型特异性,如gpⅡ/bⅢα(Ⅱb/Ⅲβ)主要表达在巨核细胞和血小板,LAF-1、Mac-1、P150/95只表达在白细胞表面,α6β4特异性表达在上皮细胞。此外,每一种细胞粘合素分子的表达可随其表达细胞分化与生长状态的改变而变化。

(四)粘合素分子识别配体的短肽序列

粘合素分子在与配体结合时所识别的只是配体分子中由数个氨基酸组成的短肽序列。不同的粘合素分子可以识别相同的短肽序列或同一个配体中不同的短肽序列。由于同一短肽序列可以存在于几种不同的配体中,因此,一种粘合素分子可能有几种细胞间质成分做为配体,而每一种细胞间质中的配体也可能被几种不同的粘合素分子所识别。α5β1、αvβ1、αⅡbβ3、αvβ3等粘合素分子,可识别配体分子中的RGD(Arg-Gly-Asp,精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)序列。多种细胞间质成分(包括FN,VN、FB、vWF)都含有RGD序列,它们在体内的分布极为广泛。含有RGD序列的人工合成肽可以抑制上述粘合素分子与配体的结合。

参看

32 粘附分子 | 免疫球蛋白超家族 32
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