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Intelectina

Las intelectinas son lectinas (proteínas fijadoras de carbohidratos) expresadas en humanos y otros cordados . Los humanos expresan dos tipos de intelectinas codificadas por los genes ITLN1 e ITLN2 respectivamente. [1] [2] Varias intelectinas se unen a residuos de carbohidratos específicos de microbios. Por lo tanto, se ha propuesto que las intelectuales funcionen como lectinas inmunes. [3] [4] Aunque las intelectinas contienen un dominio similar al fibrinógeno que se encuentra en la familia de lectinas inmunes de las ficolinas , existe una divergencia estructural significativa. [5] Por lo tanto, es posible que las intelectinas no funcionen a través de la misma vía del complemento de lectina. La mayoría de las intelectinas todavía están mal caracterizadas y pueden tener diversas funciones biológicas. También se ha demostrado que la intelectina-1 humana (hIntL-1) se une a la lactoferrina , [6] pero la consecuencia funcional aún no se ha dilucidado. Además, hIntL-1 es un componente importante del moco asmático [7] y también puede estar involucrado en la fisiología de la insulina. [8]

Diversidad

La primera intelectina se descubrió en el ovocito de Xenopus laevis y se llama XL35 o XCGL-1. [9] [10] [11] El ovocito de X. laevis también contiene un XCGL-2 estrechamente relacionado. [12] Además, los embriones de X. laevis secretan lectina epidérmica embrionaria de Xenopus en el agua ambiental, presumiblemente para unirse a los microbios. [13] [14] XSL-1 y XSL-2 también se expresan en el suero de X. laevis cuando se estimulan con lipopolisacárido. [15] Se descubren dos intelectinas intestinales adicionales en X. laevis [16]

El ser humano tiene dos intelectinas: hIntL-1 (omentina) y hIntL-2. [17] El ratón también tiene dos intelectinas: mIntL-1 y mIntL-2. [18]

Sistema inmunitario

Varias líneas de evidencia sugieren que las intelectinas reconocen microbios y pueden funcionar como una proteína de defensa inmune innata. La intelectina tunicada es una opsonina para la fagocitosis por hemocitos. [19] Se ha demostrado que la intelectina Amphioxus aglutina bacterias. [20] [21] En el pez cebra y la trucha arco iris, la expresión de intelectina se estimula tras la exposición microbiana. [22] [23] [24] Los mamíferos como las ovejas y los ratones también regulan positivamente la expresión de intelectina tras una infección parasitaria. [25] [26] El aumento en la expresión de intelectina tras la exposición microbiana respalda la hipótesis de que las intelectinas desempeñan un papel en el sistema inmunológico.

Estructura

Aunque las intelectinas requieren iones de calcio para funcionar, las secuencias no se parecen en nada a las lectinas de tipo C. [3] Además, sólo alrededor de 50 aminoácidos (el dominio similar al fibronógeno) se alinean con cualquier proteína conocida, específicamente la familia de la ficolina . [2] Los primeros detalles estructurales de una intelectina provienen de la estructura cristalina del dominio de reconocimiento de carbohidratos XEEL marcado con selenometionina (Se-Met XEEL-CRD) resuelto mediante Se- SAD . [5] XEEL-CRD se expresó y se marcó con Se-Met en células de insecto High Five utilizando un baculovirus recombinante . El pliegue similar al fibrinógeno se conserva a pesar de la divergencia en la secuencia de aminoácidos. Sin embargo, hay inserciones extensas en la intelectina en comparación con las ficolinas, lo que convierte a la intelectina en una clase estructural de lectina distinta. [5] La estructura Se-Met XEEL-CRD luego permite la solución de la estructura mediante el reemplazo molecular de XEEL-CRD unido a D-glicerol 1-fosfato (GroP), [5] intelectina-1 apohumana (hIntL-1), [4] y hIntL-1 unido a galactofuranosa. [4]

Cada cadena polipeptídica de XEEL y hIntL-1 contiene tres iones de calcio unidos: dos en el sitio de calcio estructural y uno en el sitio de unión del ligando. [4] [5] Los residuos de aminoácidos en el sitio de calcio estructural se conservan entre las intelectinas, por lo que es probable que la mayoría, si no todas, las intelectinas tengan dos iones de calcio estructurales. [5]

En el sitio de unión del ligando de XEEL y hIntL-1, el diol vecinal exocíclico del ligando de carbohidrato se coordina directamente con el ion calcio. [4] [5] Existen grandes variaciones en los residuos del sitio de unión del ligando entre los homólogos de intelectina, lo que sugiere que la familia de intelectina puede tener amplias especificidades de ligando y funciones biológicas. [5] Como no existen convenciones de numeración de intelectinas en diferentes organismos, no se debe asumir una homología funcional basada en el número de intelectinas. Por ejemplo, hIntL-1 tiene residuos de ácido glutámico en el sitio de unión del ligando para coordinar un ion calcio, mientras que la intelectina-1 de pez cebra carece de estos residuos ácidos. [5] Los residuos del sitio de unión del ligando de intelectina-2 del pez cebra son similares a los presentes en hIntL-1.

Modo de unión al ligando de las intelectinas.
  • Sitio de unión del ligando de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus (XEEL) con D-glicerol 1-fosfato unido. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas.[5]
    Sitio de unión del ligando de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus (XEEL) con D-glicerol 1-fosfato unido. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas. [5]
  • Sitio de unión del ligando de intelectina-1 humana (hIntL-1) con alil-beta-D-galactofuranosa unida. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas.[4]
    Sitio de unión del ligando de intelectina-1 humana (hIntL-1) con alil-beta-D-galactofuranosa unida. El ion calcio se muestra como una esfera verde y las moléculas de agua ordenadas se muestran como esferas rojas. [4]

Estado oligomérico

hIntL-1 es un trímero unido por puentes disulfuro, como lo muestra la SDS-PAGE no reductora [3] y la cristalografía de rayos X. [4] A pesar de carecer de enlaces disulfuro intermoleculares, XEEL-CRD es trimérico en solución. [5] El péptido N-terminal del XEEL de longitud completa es responsable de dimerizar el XEEL-CRD trimérico en un XEEL de longitud completa hexámero unido por puentes disulfuro. [5] Por lo tanto, los extremos N de las intelectinas son a menudo responsables de formar oligómeros unidos por enlaces disulfuro. En los homólogos de intelectina donde las cisteínas N-terminales están ausentes, el propio CRD aún puede ser capaz de formar oligómeros no covalentes en solución.

Estructuras triméricas de intelectinas.
  • Intellectina-1 humana trimérica unida por enlaces disulfuro.[4]
    Intellectina-1 humana trimérica unida por enlaces disulfuro. [4]
  • Dominio de reconocimiento de carbohidratos de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus trimérico (XEEL-CRD). Amplias investigaciones biofísicas indican de manera concluyente que XEEL-CRD es trimérico en solución a pesar de carecer de los enlaces disulfuro intermoleculares que se encuentran en hIntL-1.[5]
    Dominio de reconocimiento de carbohidratos de lectina epidérmica embrionaria de Xenopus trimérico (XEEL-CRD). Amplias investigaciones biofísicas indican de manera concluyente que XEEL-CRD es trimérico en solución a pesar de carecer de los enlaces disulfuro intermoleculares que se encuentran en hIntL-1. [5]

Referencias

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