Эктопептидазы: функции, не обусловленные протеолитической активностью
Для понимания роли эктопептидаз в лимфоидных клетках важно знать, всегда ли их биологические функции связаны с энзиматической активностью. Можно рассмотреть этот вопрос на примере DPP-IV - полифункционального белка, данные о структуре и свойствах которого частично представлены на рис. 2 и в табл. 1 ( Fleischer В., 1994 , Marguet В. et al., 1992 , Робинсон М.В., Труфакин В.А., 1997 ).
DPP-IV - активационный антиген Т-лимфоцитов (CD26) , экспрессия которого увеличивается при активации клеток ( Shipp M.A., Look А.Т., 1993 , Fleischer В., 1994 , Робинсон М.В., Труфакин В.А., 1997 ). При этом CD26 принимает участие в передаче на Т-лимфоцит активационного сигнала (который в конечном итоге приводит к пролиферации определенного клона клеток и продукции ими соответствующих цитокинов ) ( Shipp M.A., Look А.Т., 1993 , Fleischer В., 1994 , Робинсон М.В., Труфакин В.А., 1997 ).
Для функционирования в качестве активационного антигена энзиматическая активность DPP-IV необязательна. Это было установлено в опытах с трансфекцией в клетку мутантных форм DPP-IV (CD26); оказалось, что лишенная ферментативной активности молекула сохраняет способность передавать сигнал клетке ( Fleischer В., 1994 , Coburn M.C. et al., 1994 , Steeg C. et al., 1995 ). Поскольку молекула DPP-IV (CD26) имеет только короткий 6-членный цитоплазматический участок ( рис. 2 ), ясно, что для передачи сигнала при участии CD26 необходима ассоциация молекулы с другими компонентами мембраны и (или) цитоплазмы клетки. Таковыми, как полагают, могут быть протеинтирозинфосфатаза ( CD45 ), аденозиндезаминаза и Т-клеточный рецептор ( Torimoto Y. et al., 1991 , Kameoka J. et al., 1993 , Mittruker H.W. et al., 1995 ). (Более подробно вопросы о роли DPP-IV в процессах активации разных субпопуляций Т-лимфоцитов рассмотрены в обзорах ( Fleischer В., 1994 , Робинсон М.В., Труфакин В.А., 1997 )).
Установлено также, что в клетке присутствует несколько молекулярных форм DPP-IV ( Duke-Cohan J.S. et al., 1996 , Kahne Т. et al., 1996 ). Они различаются как степенью гликозилирования, так и длиной полипептидной цепи. В процессе митогенной активации Т-лимфоцита разные формы DPP-IV появляются неодновременно ( Duke-Cohan J.S. et al., 1996 ). Более того, было показано, что не все, а только некоторые молекулярные формы DPP-IV являются активационными антигенами CD26 ( Kahne Т. et al., 1996 ). Каковы структурные особенности этих форм, пока неизвестно.
Еще одна биологическая функция DPP-IV связана с ее способностью связывать белки экстрацеллюлярного матрикса - фибронектин и коллаген , т.е. служить адгезивным рецептором ( Bauvois В., 1988 , Hanski C. et al., 1988 , Piazza G.A. et al., 1989 ). Это показано для гепатоцитов и фибробластов . Выполняет ли эту роль DPP-IV в лимфоидных клетках, пока точно не установлено ( Reich C. et al., 1993 ). Для проявления адгезивных свойств энзиматическая активность DPP-IV, по-видимому, не имеет существенного значения ( Hanski C. et al., 1988 ).
DPP-IV является кофактором в процессе проникновения в клетку вируса СПИД ( Callebaut C. et al., 1993 , Gutheil W.G. et al., 1994 ). Мнения по поводу функций DPP-IV в этом процессе разноречивы ( Callebaut C. et al., 1993 , Gutheil W.G. et al., 1994 , Niwa Y. et al., 1994 , Valenzuela A. et al., 1997 , Morimoto C. et al., 1994 ). Предполагают, что DPP-IV взаимодействует с белком вируса gp120 и, расщепляя связь в его VS-петле, способствует проникновению ВИЧ в клетку ( Callebaut C. et al., 1993 , Gutheil W.G. et al., 1994 ). Возможно, что в этом процессе DPP-IV действует совместно с другим находящимся на мембране Т(СD4+)-лимфоцита ферментом - триптазой TL-2 ( Niwa Y. et al., 1994 ).
В организме наряду с мембраносвязанной DPP-IV, находящейся на поверхности клетки, имеется свободная форма фермента. Источником DPP-IV плазмы крови, как полагают, могут быть активированные Т-лимфоциты, с поверхности которых наблюдалось "слущивание" определенных молекулярных форм фермента ( Duke-Cohan J.S. et al., 1996 ). Растворимая DPP-IV по ферментативным свойствам подобна мембраносвязанной форме; она способна также связывать аденозиндезаминазу и реагировать с белком ВИЧ gp120 и, как считают, имеет важное иммунорегуляторное значение ( Valenzuela A. et al., 1997 , Dong R.-P. et al., 1996 ). Под действием каких факторов происходит образование растворимой формы фермента и какова ее роль в регуляции функций мембраносвязанной DPP-IV на поверхности клетки, пока точно не установлено.
На примере DPP-IV можно видеть, что функционирование этого белка в клетке не всегда обусловлено энзиматической активностью, а часто связано со способностью образовывать комплексы с другими белковыми компонентами. В связи с этим заслуживает внимания цистеинбогатый домен в молекуле DPP-IV ( рис. 2 ), который подобно аналогичным доменам в других рецепторах может обеспечивать ассоциацию DPP-IV с другими компонентами мембраны и межклеточного матрикса.
Не только DPP-IV, но и другие рассмотренные выше эктопептидазы являются полифункциональными белками и помимо ферментативной могут выполнять рецепторную функцию. Например, AP-N является рецептором для некоторых коронавирусов ( Delmas В. et al., 1992 , Yeager C.L. et al., 1992 ) и цитомегаловирусов ( Guigni Т.О. et al., 1996 ).
