Семейство NLR (NOD-подобные рецепторы)
Семейство NLR (NOD-like receptors) включает в себя рецепторы NOD1, NOD2, NALP1, NALP3 и IPAF. В литературе их также относят к семейству CLR (CARD, leucine-rich) или CATERPILLER (к последнему также принадлежат защитные R-белки растений).
Молекула NLR-рецептора имеет сложное, модульное строение. Каждая ее часть выполняет свою узкую задачу:
- C-концевой домен LRR (богатый лейциновыми повторами): работает как сенсор, непосредственно распознающий лиганды.
- Центральный домен NOD: отвечает за олигомеризацию (объединение) молекул рецептора, что критически важно для дальнейшей передачи сигнала.
- N-концевой домен CARD: участвует в выработке сигнала и активации фермента каспазы-1. Каспаза-1, в свою очередь, необходима для процессинга провоспалительных цитокинов семейства интерлейкина-1 (IL-1).
Главная мишень для LRR-домена — это фрагменты бактериального пептидогликана, оказавшиеся в цитозоле после того, как бактерия была поглощена и расщеплена.
- Рецептор NOD2 реагирует на мурамилдипептид, который входит в состав клеточной стенки как грамположительных, так и грамотрицательных бактерий.
- Рецептор NOD1 обладает более узкой специфичностью: он узнает мурамилпептиды с концевой мезодиаминопимелиновой кислотой (meso-DAP), которая присутствует исключительно у грамотрицательных микроорганизмов.
Механизм действия прост: связывание пептидогликана вызывает олигомеризацию через NOD-домен и передачу сигнала через CARD-домен. Отдельные представители этого семейства, такие как NALP и IPAF, участвуют в формировании специализированного комплекса — инфламмасомы, внутри которой и происходит активация каспазы-1.
Семейство RLR (RIG-подобные рецепторы)
Семейство RLR (RIG-like receptors) специализируется на вирусных угрозах. Основные представители этой группы — рецепторы RIG-I и MDA5. Их главная функция заключается в распознавании чужеродной (вирусной) РНК в цитозоле, что приводит к индукции синтеза мощных противовирусных молекул — интерферонов I типа.
Строение молекулы RLR отличается от NLR:
- За распознавание мишени отвечает C-концевой РНК-хеликазный домен.
- За выработку и передачу сигнала отвечает N-концевой домен CARD.
Оба рецептора способны распознавать двуспиральную вирусную РНК. Однако RIG-I имеет дополнительную возможность: он может детектировать еще и односпиральную РНК, если на ее 5’-конце присутствует трифосфатная группа. Рецепторы RLR локализуются в различных типах клеток организма. Существует лишь одно важное исключение — плазмоцитоидные дендритные клетки. Они вообще не используют RLR, а распознают вирусную РНК исключительно с помощью Toll-подобных рецепторов (TLR).
Рецептор DAI и итоги активации клеток
Рецептор DAI (DNA-dependent activator of IFN-regulatory factors) — это еще один важный цитозольный сенсор. В отличие от RLR, он реагирует не на РНК, а на чужеродную ДНК, оказавшуюся в цитоплазме. Работая как ДНК-зависимый активатор, он также регулирует факторы выработки интерферонов.
В целом, распознавание паттернов (PAMP) с помощью NLR, RLR и DAI запускает экспрессию ряда генов. Это подготавливает клетки врожденного иммунитета к их основной функции — эффективному удалению чужеродных агентов из внутренней среды организма.
(Важное отличие: не стоит путать цитоплазматические рецепторы с растворимыми внеклеточными молекулами, такими как коллектины, пентраксины и фиколины. Последние свободно циркулируют вне клеток и относятся к гуморальным факторам иммунитета).
Чтобы запомнить разницу между лигандами: NOD1 (содержит цифру 1) распознает паттерны только ОДНОЙ группы бактерий (грамотрицательных). NOD2 (цифра 2) распознает паттерны ДВУХ групп (грамположительных и грамотрицательных).
Вопросы с занятий и экзамена
Где в клетке происходит распознавание лигандов рецепторами NLR и RLR?
В цитозоле (цитоплазме). Туда компоненты микроорганизмов попадают после фагоцитоза и расщепления, либо в результате прямого проникновения вирусов в клетку.
Зачем нужны рецепторы NALP и IPAF?
Они участвуют в формировании инфламмасомы — особого комплекса, в котором происходит активация фермента каспазы-1, необходимой для процессинга провоспалительных цитокинов.
Какие клетки не используют RLR для обнаружения вирусной РНК?
Плазмоцитоидные дендритные клетки. Для распознавания вирусной РНК они используют исключительно Toll-подобные рецепторы (TLR).
В чем функциональная разница между RLR и DAI?
Оба семейства запускают синтез интерферонов, но RLR специализируются на распознавании чужеродной РНК, а рецептор DAI обнаруживает в цитозоле чужеродную ДНК.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования и работы инфламмасомы
- Процессинг и функции цитокинов семейства IL-1
- Синтез и противовирусное действие интерферонов I типа
- Гуморальные факторы врожденного иммунитета (коллектины, пентраксины, фиколины)
Разберите тему целиком в курсе «Иммунология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Цитоплазматические паттерн-распознающие рецепторы» и ещё 723 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 23 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Врождённый иммунитет»
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.