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Selectine

Adhäsionsmoleküle und ihre Funktion

Selectine sind transmembrane Oberflächenproteine auf Leukocyten, Thrombocyten oder Endothelzellen und werden auch als lectin cell adhesion molecules (LEC-CAMs) bezeichnet. Der Name dieser Glycoproteine leitet sich von den Lectinen ab, Zucker-bindenden Proteinen mit vergleichbaren Bindungseigenschaften wie die Selectine.

Ähnlich wie andere Zell-Adhäsionsproteine (CAMs1)) vermitteln die Selectine die Kommunikation zwischen bestimmten Zelltypen. Jede Zelle trägt zahlreiche glycosylierte Proteine auf ihrer Oberfläche, von denen einige an Selectine binden können.

Je nach Vorkommen werden Selectine unterschieden in:

  • E-Selectine, die von Endothelzellen gebildet werden.
  • P-Selectine (von engl. platelets), die von Thrombocyten und Endothelzellen gebildet werden.
  • L-Selectine, die von Leukocyten gebildet werden.

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Abb.1
L-, P- und E-Selectin

Selectine kommen nur auf der Oberfläche dieser Zelltypen vor und binden Calcium-abhängig an Glycane auf anderen Zellen, die Lactosamin-Einheiten mit α-2,3-verknüpfter Sialinsäure und α-1,3-verknüpfter Fucose enthalten. Die Grundform dieser Strukturen ist das Sialyl-Lewis X Tetrasaccharid. Zudem können P- und L-Selectin noch an sulfatierte Glycan-Strukturen wie Sulfatide und Heparansulfate2) binden.

Abb.2
Sialyl-Lewis X Tetrasaccharid (SLeX)

Ein weiterer wichtiger Selectin-Ligand ist das Protein PSGL-1 (P-selectin glycoprotein ligand-1), das auf der Oberfläche fast aller Leukocyten vorkommt.

Mouse
Abb.3
P-Selectin-PSGL-1-Komplex

EGF-Domäne des menschlichen P-Selectins mit gebundenem PSGL-1-Peptid (Kalottenmodell). PDB-Code: 1G1S.

Zuckerreste erhöhen die Vielfalt an Proteinen

Fast immer sind glycosylierte Oberflächenproteine im Spiel, wenn die Bindung einer Zelle an eine ganz bestimmte andere Zelle erforderlich ist. Neben der gezielten Wanderung von Immunzellen durch ein Gewebe können beispielsweise Pathogene anhand der Oberflächenrezeptoren ihre geeignete Wirtszelle erkennen. Die Blutgerinnung, die Entwicklung einer befruchteten Eizelle, die Ausbildung komplexer Gewebe und Organe oder auch die Metastasierung von Tumorzellen sind weitere Beispiele für die Bedeutung glycosylierter Oberflächenproteine in der Zellkommunikation.

Durch die unterschiedlichen Zucker der Seitenketten, die auf verschiedene Art und Weise miteinander verknüpft werden können, lässt sich die Grundstruktur eines Proteins auf der Zelloberfläche praktisch unendlich oft variieren und schafft so eine Vielzahl unterschiedlicher Bindungsstellen für mögliche Interaktionspartner.

N- und O-glycosidische Bindung

Literatur

Lasky, L. A. (1991): Lectin cell adhesion molecules (LEC-CAMs): a new family of cell adhesion proteins involved with inflammation.. In: J. Cell Biochem.. 45 , 139-46
Titel des Artikels
Lectin cell adhesion molecules (LEC-CAMs): a new family of cell adhesion proteins involved with inflammation.
Abstract
The means by which leukocytes, including lymphocytes, monocytes, and neutrophils, migrate from the circulation to sites of acute and chronic inflammation is an area of intense research interest. Although a number of soluble mediators of these important cellular interactions have been identified, a major site of great importance to the inflammatory response is the physical interface between the white cell and the endothelium. This critical association is mediated by an array of cell surface adhesion molecules. Previous data have demonstrated that the integrin subfamily of heterotypic adhesion molecules was a major component of these adhesive interactions, although it was clear that other, non-integrin-like molecules of unknown identity also seemed to be involved during the inflammatory process. A number of these other cell-surface glycoproteins which may be involved with inflammation have recently been characterized by molecular cloning. These glycoproteins, including the peripheral lymph node homing receptor (pln HR), the endothelial cell adhesion molecule (ELAM), and PADGEM/gmp140, are all members of a family of proteins which are unified by the inclusion of three characteristic protein motifs: a lectin or carbohydrate recognition domain, an epidermal growth factor (egf) domain, and a variable number of short consensus repeats (scr) which are also found in members of the complement regulatory proteins. The appearance of lectin domains in all of these adhesion molecules is consistent with the possibility that these glycoproteins function by binding to carbohydrates which are expressed in a cell and/or region specific manner, and the members of this adhesion family have been given the generic name LEC-CAM (lectin cell adhesion molecules.
1)CAMs: cell adhesion molecules
2)Heparin und Heparansulfate sind Glycosaminoglycane aus sulfatierten D-Glucosamin- und D-Glucuronsäure-Einheiten. Im Unterschied zu Heparin enthalten Heparansulfate anstelle einiger Sulfate N-Acetyl-Gruppen.
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