stringtranslate.com

Клоден

Клаудины — семейство белков , которые, наряду с окклюдином , являются наиболее важными компонентами плотных контактов ( zonulae occludentes ). [1] [2] Плотные соединения создают парацеллюлярный барьер, который контролирует поток молекул в межклеточном пространстве между клетками эпителия . [1] [3] Они имеют четыре трансмембранных домена, N-конец и C-конец находятся в цитоплазме.

Состав

Клаудины представляют собой небольшие (20–24/27 килодальтон (кДа)) [4] трансмембранные белки , которые обнаружены во многих организмах , от нематод до человека . Все они имеют очень похожую структуру. Клаудины охватывают клеточную мембрану 4 раза, причем N-концевой и С-концевой конец расположены в цитоплазме , а две внеклеточные петли демонстрируют наибольшую степень консервативности.

Клаудины обладают как цис-, так и транс-взаимодействиями между клеточными мембранами. [5] Цис-взаимодействия - это когда клаудины на одной и той же мембране взаимодействуют, один из способов их взаимодействия - это трансмембранный домен, имеющий молекулярные взаимодействия. [6] Транс-взаимодействие — это когда клаудины соседних клеток взаимодействуют через свои внеклеточные петли. [7] Цис-взаимодействия также известны как взаимодействия «из стороны в сторону», а транс-взаимодействия также известны как взаимодействия «голова к голове». [8]

Обычно плотный переход известен своей непроницаемостью. Однако в зависимости от типа клаудина и их взаимодействия существует избирательная проницаемость. Сюда входит селективность по заряду и селективность по размеру. [6]

N-терминал

N-концевой конец обычно очень короткий (1–10 аминокислот) [9] [7] Он расположен в цитоплазме, где, как полагают, он участвует в передаче сигналов в клетках, организации цитоскелета и других возможных функциях. [10]

C-терминал

С-конец имеет более длинную цепь и расположен в цитоплазме. Его длина варьируется от 21 до 63 и необходима для локализации этих белков в плотных соединениях. [9] Считается, что он может играть роль в передаче сигналов клетками. [10] Все клаудины человека (за исключением Claudin 12) имеют домены, которые позволяют им связываться с PDZ-доменами каркасных белков .

Трансмембранный домен

Трансмембранный домен — это аминокислоты, которые проникают через клеточную мембрану. Трансмембранный домен важен для цис-взаимодействия клаудинов.

Первая внеклеточная петля

Первая внеклеточная петля имеет диапазон 42-56 аминокислот и длиннее второй внеклеточной петли. Предполагается, что цистеины , обнаруженные в первой внеклеточной петле, образуют дисульфидные связи . Эта петля содержит заряженные аминокислоты, которые могут быть предиктором селективности заряда плотных контактов. Первая внеклеточная петля играет роль в транс-взаимодействии клаудинов соседних клеток. [6]

Вторая внеклеточная петля

Вторая внеклеточная петля короче первой внеклеточной петли. В этой короткой цепочке аминокислот имеется три гидрофобных остатка. Предполагается, что эти три остатка вносят вклад в транс-взаимодействие белков между соседними клетками. [6]

История

Клаудины были впервые названы в 1998 году японскими исследователями Микио Фурусе и Шойчиро Цукита из Киотского университета . [11] Название клаудин происходит от латинского слова claudere («закрывать»), что указывает на барьерную роль этих белков.

Исследования

В недавнем обзоре обсуждаются данные о структуре и функциях белков семейства клаудинов с использованием системного подхода для понимания данных, полученных с помощью методов протеомики . [12]

Химерный клаудин был синтезирован, чтобы помочь улучшить понимание структуры и функции плотного соединения. [13]

Компьютерное моделирование — еще один метод, используемый для расширения исследований структуры и функций клаудинов. [8]

Гены

В геноме человека обнаружено 23 гена белков клаудина [13], а у млекопитающих имеется 27 трансмембранных доменов. [7] [10] Консервация не наблюдается на генетическом уровне . Несмотря на то, что генетический уровень не консервативен у клаудинов, их структурная консервация очень схожа.

Смотрите также

Дополнительные изображения

Рекомендации

  1. ^ Аб Хоу Дж, Конрад М (01 января 2010 г.). «Глава 7. Обращение с клаудином и почечным магнием». В Ю А.С. (ред.). Актуальные темы мембран . Том. 65. Академическая пресса. стр. 151–176. дои : 10.1016/s1063-5823(10)65007-7. ISBN 9780123810397.
  2. ^ Фурусэ М (01.01.2010). «Глава 1 - Введение: клаудины, плотные соединения и параклеточный барьер». В Ю А.С. (ред.). Актуальные темы мембран . Том. 65. Академическая пресса. стр. 1–19. дои : 10.1016/s1063-5823(10)65001-6. ISBN 9780123810397.
  3. ^ Саси К., Амозаде Ю. (1 января 2014 г.). «Глава шестая - Новое понимание функций, регуляции и патологической роли плотных соединений в эпителии канальцев почек». В Чон К.В. (ред.). Международное обозрение клеточной и молекулярной биологии . Том. 308. Академик Пресс. стр. 205–271. дои : 10.1016/b978-0-12-800097-7.00006-3. ISBN 9780128000977. ПМИД  24411173.
  4. ^ Грин С., Кэмпбелл М., Джанигро Д. (01.01.2019). «Глава 1 - Основы анатомии мозгового барьера и глобальных функций». В Лонсере Р.Р., Сарнтиноранонт М., Банкевич К. (ред.). Доставка лекарств для нервной системы . Академическая пресса. стр. 3–20. дои : 10.1016/b978-0-12-813997-4.00001-3. ISBN 978-0-12-813997-4. S2CID  198273920.
  5. ^ Хазелофф РФ, Пионтек Дж, Блазиг И.Е. (01 января 2010 г.). «Глава 5 - Исследование цис- и транс-взаимодействий между клаудинами». В Л Ю А.С. (ред.). Актуальные темы мембран . Том. 65. Академическая пресса. стр. 97–112. дои : 10.1016/s1063-5823(10)65005-3. ISBN 9780123810397.
  6. ^ abcd Гюнцель Д., Ю А.С. (апрель 2013 г.). «Клаудины и модуляция проницаемости плотного перехода». Физиологические обзоры . 93 (2): 525–569. doi : 10.1152/physrev.00019.2012. ПМК 3768107 . ПМИД  23589827. 
  7. ^ abc «Кристаллические структуры клаудинов: понимание их межмолекулярных взаимодействий». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1205 . Сентябрь 2010 г. doi : 10.1111/nyas.2010.1205.issue-s1. ISSN  0077-8923.
  8. ^ аб Фулади С., Джаннат Р.В., Шен Л., Вебер Ч.Р., Халили-Араги Ф. (январь 2020 г.). «Вычислительное моделирование структуры и функции Клаудина». Международный журнал молекулярных наук . 21 (3): 742. doi : 10.3390/ijms21030742 . ПМК 7037046 . ПМИД  31979311. 
  9. ^ ab Rüffer C, Gerke V (май 2004 г.). «С-концевой цитоплазматический хвост клаудинов 1 и 5, но не его PDZ-связывающий мотив, необходим для апикальной локализации в плотных эпителиальных и эндотелиальных соединениях». Европейский журнал клеточной биологии . 83 (4): 135–144. дои : 10.1078/0171-9335-00366. ПМИД  15260435.
  10. ^ abc Цукита С., Танака Х., Тамура А. (февраль 2019 г.). «Клаудины: от тесных соединений к биологическим системам». Тенденции биохимических наук . 44 (2): 141–152. дои : 10.1016/j.tibs.2018.09.008 . PMID  30665499. S2CID  58640701.
  11. ^ Фурусэ М., Фудзита К., Хиираги Т., Фудзимото К., Цукита С. (июнь 1998 г.). «Клаудин-1 и -2: новые интегральные мембранные белки, локализующиеся в плотных соединениях и не имеющие сходства последовательности с окклюдином». Журнал клеточной биологии . 141 (7): 1539–1550. дои : 10.1083/jcb.141.7.1539. ПМК 2132999 . ПМИД  9647647. 
  12. ^ Лю Ф., Коваль М., Ранганатан С., Фанаян С., Хэнкок В.С., Лундберг Е.К. и др. (февраль 2016 г.). «Системная протеомика взгляда на эндогенное семейство белков клаудина человека». Журнал исследований протеома . 15 (2): 339–359. doi : 10.1021/acs.jproteome.5b00769. ПМЦ 4777318 . ПМИД  26680015. 
  13. ^ ab Тейлор А., Уорнер М., Мендоса С., Меммотт С., ЛеЧеминант Т., Бейли С. и др. (май 2021 г.). «Химерные клаудины: новый инструмент для изучения структуры и функции плотного соединения». Международный журнал молекулярных наук . 22 (9): 4947. doi : 10.3390/ijms22094947 . ПМЦ 8124314 . ПМИД  34066630. 
  14. ^ Хоу Дж (01.01.2019). «Глава 7 - Парацеллюлярный канал в системе органов». Ин Хоу Дж (ред.). Парацеллюлярный канал . Академическая пресса. стр. 93–141. дои : 10.1016/b978-0-12-814635-4.00007-3. ISBN 978-0-12-814635-4. S2CID  90477792.
  15. ^ Хоу Дж (01.01.2019). «Глава 8 - Парацеллюлярный канал при заболеваниях человека». Ин Хоу Дж (ред.). Парацеллюлярный канал . Академическая пресса. стр. 143–173. дои : 10.1016/b978-0-12-814635-4.00008-5. ISBN 978-0-12-814635-4. S2CID  90122806.