Immunglobulin-superfamilien

Molekylstrukturen af NCAM med fem immunglobulin-lignende domæner (Neural cell adhesion molecule eller CD56)

Immunglobulin-superfamilien er en familie af proteiner, der indeholder et eller flere immunglobulin-domæner eller immunglobulin-lignende domæner. Immunglobulin-superfamilien omfatter immunglobuliner og i hundredvis af andre proteiner med forskellige funktioner. Eksempler udover antistofferne er celleadhæsionsmolekyler, muskelproteiner bl.a. kæmpe muskelproteinet titin og receptortyrosinkinaser. Immunglobulin-lignende domæner kan være involveret i bindinger imellem proteiner og imellem proteiner og andre ligander.[1]

Immunglobulin-superfamilien er en af de største protein-familier og tegner sig for mere end 2 % af de samlede menneskelige gener. Yderligere er immunglobulin-lignende domæner rigt fordelt i naturen, i både hvirveldyr og hvirvelløse dyr, planter, svampe, parasitter, bakterier og virus med mange forskelligartede funktioner ud over molekylære bindings- og genkendelsesprocesser.[2]

Den molekylære evolutionshistorie er beskrevet her.[3]

Immunglobulin-domænet

Immunoglobulin-domænet er en type proteindomæne der er kompakt og stabilt. Det består af en sandwich af to β-ark bygget op af 7-9 antiparallelle β-kæder, der krydser mellem de to β-ark. Typisk består domænet af 70-125 aminosyrer med en molekylvægt på 12-15 kDa.

De 7-9 β-kæders forskellige overkrydsning mellem to β-ark giver basis for fire forskellige immunglobulin-domæner: V-type, C1-type, C2-type og I-type og der refereres til proteinerne som V-set, C1-set, C2-set og I-set.[4]

Fire underfamilier

Der skelnes mellem fire underfamilier:

  • V-sættet (efter Variabel, V-set) med V-type immunglobulindomæne,
  • C1-sættet og C2-sættet (efter Constant, C1-set, C2-set) med hhv. C1-type og C2-type immunglobulindomæne samt
  • I-sættet (efter Intermediate, I-set) med I-type immunglobulindomæne.

Et givent protein kan være i flere underfamilier, da det kan være opbygget med flere typer immunglobulin-domæner (se eksempler).

Nogle proteiner i immunglobulin-superfamilien

Immunglobulin-domæner i muskelproteinet titin. a) Skematisk tegning af en del af en sarkomer. b) Udsnit af I-båndet med seks immunglobulin-domæner. c) β-kæderne i to β-ark i et immunglobulin-domæne.[5]
Proteindomæner af A-båndet af titin. Røde bånd er immunglobulin-domæner, hvide og gule bånd er Fn3-domæner, det sorte bånd er et domæne af proteinkinase.[6]

For lister over proteiner i immunglobulin-superfamilien, se V-set, C1-set, C2-set og I-set.

Se også

Henvisninger

  1. ^ The Immunoglobulin Gene Superfamily. Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects 1999
  2. ^ Immunoglobulin domains in Escherichia coli and other enterobacteria: from pathogenesis to applications in antibody technologies. FEMS Microbiology Reviews 2013
  3. ^ “Immunoglobin Superfamily” af A.N. Barclay
  4. ^ Structural view of adherin-mediated cell-cell adhesion. Ikura 1999
  5. ^ Disulfide isomerization reactions in titin immunoglobulin-domains enable a mode of protein elasticity. Nature Communications 2018
  6. ^ Epitope of titin A-band-specific monoclonal antibody Tit1 5 H1.1 is highly conserved in several Fn3 domains of the titin molecule. Cell Division 2012
  7. ^ Damped elastic recoil of the titin spring in myofibrils of human myocardium. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003
  8. ^ Discovery and Characterization of Secretory IgD in Rainbow Trout: Secretory IgD Is Produced through a Novel Splicing Mechanism. Journal of Immunology 2012
  9. ^ Structure of the Full-length VEGFR-1 Extracellular Domain in Complex with VEGF-A. Structure 2017
  10. ^ Coxsackievirus and Adenovirus Receptor Amino-Terminal Immunoglobulin V-Related Domain Binds Adenovirus Type 2 and Fiber Knob from Adenovirus Type 12. Journal of Virology 1999 (Webside ikke længere tilgængelig)
  11. ^ Izumo is part of a multiprotein family whose members form large complexes on mammalian sperm. Molecular Reproduction and Development 2009

Medier brugt på denne side

Titin IG Domains.jpg
Forfatter/Opretter: David Giganti, Kevin Yan, Carmen L. Badilla, Julio M. Fernandez & Jorge Alegre-Cebollada, Licens: CC BY 4.0
a) schematic of part of the sarcomere b) structure of six Ig domains c) topology of an Ig domain
Posiciones conservadas de cisteína en el fragmento I65–I70 de titina.

a Arquitectura esquemática de una mitad del sarcómero. El filamento de titina se extiende a través de la unidad contráctil y sus propiedades elásticas surgen de su región de banda I extensible donde los módulos de Ig (círculos negros rellenos) pueden desplegarse y replegarse mecánicamente. Los dos resortes entrópicos N2B y PEVK también se representan como cadenas no estructuradas. Los círculos grises representan la repetición de los dominios de Ig y fibronectina (FnIII) ​​en la banda A y M.
b Estructura cristalina del segmento de titina de conejo I65–I70 (pdb: 3B43). Esta porción de titina proximal de 566 aminoácidos de longitud está organizada en seis módulos de Ig en tándem representados en gris. Las cisteínas están marcadas por esferas, que están coloreadas de acuerdo con su posición en la topología de la estructura secundaria de Ig. Las cisteínas en las cadenas β B, F y G se muestran en amarillo, azul y rojo, respectivamente.

c Esquema de la topología de un dominio Ig típico de la titina 50 , que muestra la disposición de las tres cisteínas agrupadas CysB, CysF y CysG. CysF y CysG aparecen en dos cadenas β adyacentes, mientras que CysB se encuentra en la lámina β opuesta (plano superior)
Titin IG and FN3 Domains as well as Protein Kinase Domain.png
Forfatter/Opretter: DianaDannouf, Licens: CC BY-SA 4.0
Schematic of the A-band domains of Titin. White represents the Fn3 domains, red represents the Ig domains, yellow represents the Fn3 domains with the -AVNKYG- sequence, and black represents the protein kinase domain.

This image was reproduced from figure 6 of

Mikelsaar, A., Sünter, A., Mikelsaar, R., Toomik, P., Kõiveer, A., Mikelsaar, I., & Juronen, E. (2012). Epitope of titin A-band-specific monoclonal antibody Tit1 5 H1.1 is highly conserved in several Fn3 domains of the titin molecule. Centriole staining in human, mouse and zebrafish cells. Cell Division, 7(1), 21. doi:10.1186/1747-1028-7-21
Protein NCAM1 PDB 1epf.png
Forfatter/Opretter: Emw, Licens: CC BY-SA 3.0
Structure of the NCAM1 protein. Based on PyMOL rendering of PDB 1epf.