Аутоантигены при рассеянном склерозе

Декабрь 4, 2015 / Комментарии 0

Основными аутоантигенами при PC являются белки миелиновой оболочки нервных волокон: основной белок миелина (ОБМ), протеолипидный протеин (ПЛП), миелинолигодендроцитарный гликопротеин (МОГ). Основная информация о структуре миелина получена с помощью рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии. Уникальной морфологической особенностью миелина является то, что он формируется в результате спирального закручивания отростков олигодендроглиоцитов в ЦНС и шванновских клеток на периферии, вокруг аксонов нейронов. Таким образом, миелин представляет собой своеобразную мембрану, состоящую из липидного бислоя и белков, связанных с ним. Среди белков миелина выделяют так называемые внутренние (intrinsic) и внешние (extrinsic) белки. Первые прочно связаны с мембраной, проходя сквозь нее, в то время как другие, расположенные поверхностно, связаны слабее. Подобная мембрана является асимметричной по химическому составу и электрическому заряду.

Процесс формирования миелина отростками глиальных клеток сопровождается вытеснением цитоплазмы из этих клеток таким образом, что цитоплазматические поверхности мембраны плотно соприкасаются друг с другом, образуя так называемую главную плотную линию (major dense line). Одной из биохимических характеристик, которая отличает миелин от других биологических мембран, является высокое соотношение липид/белок. Белки составляют от 25 до 30% массы сухого вещества миелиновой оболочки. На долю липидов приходится приблизительно 70-75% от сухой массы белого вещества ЦНС млекопитающих.

Основной функцией миелина является обеспечение быстрого проведения нервного импульса по аксонам, которые он окружает. Мембраны клеток, формирующих миелин, плотно соприкасаются, что обусловливает высокое сопротивление и малую емкость, обеспечивая, таким образом, аксону эффективную изоляцию и предотвращая продольное распространение импульса. Миелин прерывается только в области перехватов Ранвье, которые встречаются через определенные промежутки длиной примерно 1 мм. В связи с тем, что ионные токи не могут проходить сквозь миелин, вход и выход ионов осуществляется лишь в области перехватов. Это ведет к увеличению скорости проведения нервного импульса. Таким образом, по миелинизированным волокнам импульс проводится приблизительно в 5-10 раз быстрее, чем по немиелинизированным. Помимо передачи нервного импульса миелин участвует в питании нервного волокна, а также выполняет структурную и защитную функции.

Основной белок миелина, строение, физико-химические свойства. При электрофоретическом анализе в полиакриламидных гелях экстрактов миелиновой оболочки человека определяется до 10 полос. Основную полосу (около 50% всех белков) составляет ПЛП с молекулярной массой порядка 30 кДа. Вторым в количественном соотношении (около 30%) является основной аутоантиген при PC ОБМ, представленный тремя изоформами с молекулярными массами 17,5, 18,5 и 21,5 кДа. Третья из них кодируется 7 экзонами; в результате делеции 2 экзонов синтезируется белок с молекулярной массой 18,5 кДа. При кодировании же изоформы массой 17,5 кДа делеции подвержены 5 экзонов. Показано, что ген ОБМ человека расположен на 18-й хромосоме и имеет 3 промоторные области, с которых начинается считывание информации.

ОБМ содержит необычайно высокий процент (приблизительно 25%) основных аминокислот, равномерно распределенных по всей полипептидной цепи, что и обусловливает очень высокую изоэлектрическую точку ОБМ (pI более 12). Основная изоформа ОБМ с молекулярной массой 18,5 кДа в дальнейшем может быть субфракционирована в щелочной среде по зарядам. Подобная неоднородность заряда возникает в результате фосфорилирования и дезаминирования in vivo. Так, например, в бычем ОБМ различают шесть различно модифицированных вариантов изоформы 18,5 кДа, обозначаемые С1-С6. С1 не модифицирован; С2 содержит дезаминированный Gln146; в СЗ фосфорилированы остатки Thr97 и Ser164; в С4 фосфорилированы два остатка серина Ser54,160 и Thr97; в С5 фосфорилированы Ser7,54,164 и Thr97; в С6 — четыре остатка серина Ser7,54,160,164, а также Thr97. Другая посттрансляционная модификация белка заключается в метилировании остатка Arg107, она катализируется специфической аргинин-метилтрансферазой. Регуляция данного фермента оказывает значительное влияние на формирование миелиновой оболочки, так как при недостаточном метилировании ОБМ нарушается его интеграция в миелиновую мембрану. Все изоформы ОБМ могут подвергаться ацетилированию N-конца. Чрезвычайно важный эффект дезаминирования ОБМ был установлен коллективом авторов. Они показали, что в форме С8 участок Val83-Thr92 теряет свою спиральную структуру; это приводит к его выходу из билипидного слоя и повышенной чувствительности к протеолизу, что делает его гораздо более доступным компонентам иммунной системы. Потеря положительного заряда также приводит к повышенной чувствительности ОБМ к протеазам. Установлено, что при дезаминировании более чем 7 положительно заряженных остатков аргинина молекула ОБМ становится крайне чувствительна к протеолизу Катепсином D. Проведенное авторами молекулярное моделирование показало дестабилизацию третичной структуры. Аналогичные результаты были получены в случае деградации ОБМ стромиелизином-1 (ММР-3). Еще одна протеаза, по-видимому, вовлеченная в процесс протеолиза и презентации ОБМ, это трипсин-4. Интересно отметить, что недавно появились данные об аутокаталитическом разрушении ОБМ как альтернативном механизме его презентации иммунной системе. Авторы в очередной раз отмечают, что дезаминированный ОБМ С8 легче подвергается самодеградации, в то время как присутствие липидов, наоборот, стабилизирует белок.

Достаточно подробно изучены контакты ОБМ с внутриклеточными белками. Показано взаимодействие пролин-богатой области ОБМ, следующей сразу за α-спиральным участком энцефалитогенного фрагмента, с SH-3 доменами тирозин-киназ Yesl, Fyn, c-Src, киназ Abl, Itk, PSD95, а также с белком коратактин. Константы взаимодействия лежат в микромолярном диапазоне. Также обнаружено Са2+-зависимое связывание молекулы ОБМ с кальмодулином. Участки связывания предположительно находятся в С-концевой области молекулы и в районе фрагмента 82-93. Данные наблюдения подтверждают ассоциацию ОБМ с мембраной и цитоскелетом, а также его возможное значение в передаче трансмембранного сигнала.

Подпишитесь на свежую email рассылку сайта!

Читайте также