На что влияет ттг: Тироксин свободный (Т4 свободный)

Содержание

Тироксин свободный (Т4 свободный)

Тироксин (Т4) – один из двух главных гормонов щитовидной железы, основной функцией которого является регуляция энергетического и пластического обмена в организме. Свободный тироксин – биологически активная часть общего тироксина, которая играет важную роль в обмене веществ.

Синонимы русские

Свободный Т4, свободный тетрайодтиронин.

Синонимы английские

Thyroxine, Free T4.

Метод исследования

Иммунохемилюминесцентный анализ.

Диапазон определения: 1,3 — 100 пмоль/л.

Единицы измерения

Пмоль/л (пикомоль на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

  • Не есть в течение 2-3 часов перед исследованием (можно пить чистую негазированную воду).
  • Прекратить прием стероидных и тиреоидных гормонов за 48 часов до исследования (по согласованию с врачом).
  • Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 24 часа до исследования.
  • Не курить в течение 3 часов до исследования.

Общая информация об исследовании

В ходе анализа определяется концентрация в крови не связанной с белками фракции основного гормона щитовидной железы – тироксина (Т4). Это один из важнейших тестов для оценки функции щитовидной железы, его результаты не зависят от концентрации белков, связывающих тироксин в плазме крови, и позволяют выявить уровень только активной части гормона. Чаще всего данный тест назначают совместно с измерением концентрации тиреотропного гормона (ТТГ) – регулятора функции щитовидной железы. Щитовидная железа контролирует обмен веществ и интенсивность потребления энергии организмом. Она работает по механизму обратной связи с гипофизом. Гипофиз выделяет тиреотропин (ТТГ) в ответ на понижение концентрации тироксина (Т4), стимулируя тем самым щитовидную железу к выработке гормонов.

Когда уровень тироксина повышается, гипофиз начинает вырабатывать меньше тиреотропного гормона и секреция щитовидной железой тироксина снижается.

Тироксин (Т4) составляет около 90  % от общего количества гормонов, выделяемых щитовидной железой. В крови Т4 встречается либо в свободном, либо в связанном с белками-глобулинами виде. Основная часть всего тироксина – в связанном виде и лишь 0,1  % – в свободном. Именно свободная фракция гормона Т4 является наиболее биологически активной.

Если щитовидная железа не в состоянии производить необходимое количество тироксина либо вырабатывается недостаточно тиреотропного гормона для ее стимуляции, появляются симптомы гипотиреоза. У больных с пониженным уровнем Т4 увеличивается масса тела, сохнет кожа, повышается утомляемость, они становятся очень чувствительны к холоду, у женщин нарушается менструальный цикл. В случае если уровень свободного Т4 выше нормы, обменные процессы в организме и выработка в клетках энергии усиливаются, что приводит к гипертиреозу, для которого характерны учащенное сердцебиение, беспокойство, потеря веса, нарушение сна, дрожь в руках, сухость и покраснение глаз, отечность лица.

Наиболее распространенной причиной нарушения баланса тиреоидных гормонов является аутоиммунное поражение железы. Это может быть Базедова болезнь (вызывает гипертиреоз с повышенным показателем свободного Т4) или тиреодит Хасимото (вызывает гипотиреоз – свободный Т4 понижен).

Для чего используется исследование?

  • Для диагностики нарушений функции щитовидной железы и контроля за их лечением.
  • Для диагностики причин женского бесплодия.
  • Для диагностики врождённого гипотиреоза.

Когда назначается исследование?

  • При симптомах гипертиреоза: учащенном сердцебиении, повышенной раздражительности, снижении массы тела, бессоннице, дрожании рук, слабости, быстрой утомляемости, диарее (в некоторых случаях), повышенной чувствительности к свету, нарушении зрения, отечности вокруг глаз, их сухости, покраснении, выпячивании глазных яблок.
  • При симптомах гипотиреоза: увеличении массы тела, сухости кожи, запорах, непереносимости холода, отеках, выпадении волос, нерегулярных менструациях у женщин.
    При запущенном гипотиреозе могут развиться такие осложнения, как нарушение ритма сердца, ишемия сердечной мышцы, кома. У детей гипотиреоз иногда вызывает задержку физического и умственного развития – кретинизм.
  • При профилактическом (например, ежегодном) обследовании вместе с другими лабораторными тестами (общим анализом крови и мочи, различными биохимическими показателями).
  • Для контроля за лечением заболеваний щитовидной железы – периодически вместе с исследованием тиреотропного гормона (не реже 1 раза в 3 месяца).
  • Беременным, предрасположенным к заболеваниям щитовидной железы либо страдающим ими, – для своевременного выявления нарушений секреции тиреоидных гормонов (они могут привести к прерыванию беременности либо врождённой патологии плода).
  • В первые дни жизни новорождённым, родившимся от матерей с заболеваниями щитовидной железы.

Что означают результаты?

Референсные значения (норма Т4 свободного)

Возраст Референсные значения
11,5 — 28,3 пмоль/л
4 месяца — 1 год 11,9 — 25,6 пмоль/л
1 — 7 лет 12,3 — 22,8 пмоль/л
7 — 12 лет 12,5 — 21,5 пмоль/л
12 — 20 лет 12,6 — 21,0 пмоль/л
> 20 лет 10,8 — 22,0 пмоль/л

При беременности

Срок беременности

Референсные значения

До 13-й недели

12,1 — 19,6 пмоль/л

13-28 неделя

9,6 — 17 пмоль/л

28-42 неделя

8,4 — 15,6 пмоль/л

Причины повышения уровня Т4 свободного

  • Диффузный токсический зоб.
  • Тиреоидит.
  • Аденома щитовидной железы.
  • ТТГ-независимый тиреотоксикоз.
  • Ожирение.
  • Послеродовая дисфункция щитовидной железы.
  • Заболевания почек.
  • Хроническая патология печени (гепатит, цирроз и пр.).
  • Гепаринотерапия.

Причины понижения уровня Т4 свободного

  • Первичный гипотиреоз.
  • Эндемический зоб.
  • Аутоиммунный тиреоидит.
  • Резекция щитовидной железы.
  • Вторичный гипотиреоз.
  • Тиреотропинома.
  • Воспалительные процессы в области гипофиза и гипоталамуса.
  • Недостаток йода.
  • Белковая недостаточность (истощение).
  • Отравление свинцом.
  • Героиновая наркомания.
  • Прием оральных контрацептивов.

Что может влиять на результат?

  • Уровень тироксина может быть повышенным при приеме следующих лекарственных препаратов: амиодарона, левотироксина, пропранолола, пропилтиоурацила, аспирина, даназола, фуросемида, тамоксифена, вальпроевой кислоты.
  • Прием анаболических стероидов, фенитоина, карбамазепина, тиреостатиков, клофибрата, препаратов лития, метадона, октреотида способен снижать уровень тиркосина.

Гормоны щитовидной железы | Nikolab

По праву щитовидная железа считается одним из самых важных органов в организме человека. Весит щитовидная железа около 20 граммов. Однако такой маленький орган является поставщиком жизненной энергии в организм любого человека.

Щитовидная железа контролирует деятельность практически всех органов и систем с помощью вырабатываемых им йодсодержащих гормонов.

Без достаточного количества гормонов щитовидной железы невозможны:

  • Нормальный обмен веществ.
  • Рост, созревание тканей, органов и костного аппарата.
  • Энергетическое питание клеток и всего организма в целом.

Трийодтиронин свободный (FТ3) – это не связанная с белками плазмы крови биологически активная часть трийодтиронина (гормона щитовидной железы), которая регулирует скорость основного обмена, роста тканей, обмена белков, углеводов, липидов и кальция, а также деятельность сердечно-сосудистой, пищеварительной, дыхательной, репродуктивной и нервной систем.

Тироксин свободный (FТ4) – один из двух главных гормонов щитовидной железы, основной функцией которого является регуляция энергетического и пластического обмена в организме. Свободный тироксин – биологически активная часть общего тироксина, которая играет важную роль в обмене веществ.

Тиреотропный гормон (ТТГ) – основной регулятор функции щитовидной железы, синтезирующийся гипофизом – небольшой железой, которая расположена на нижней поверхности головного мозга. Основная его функция – поддерживать постоянную концентрацию тиреоидных гормонов, которые регулируют процессы образования энергии в организме. Когда их содержание в крови понижается, гипоталамус высвобождает гормон, стимулирующий секрецию ТТГ гипофизом.
Дисфункция гипофиза может вызывать повышение или понижение уровня тиреотропного гормона. При повышении его концентрации тиреоидные гормоны выделяются в кровь в аномальных количествах, вызывая гипертиреоз. При снижении концентрации тиреотропного гормона выработка тиреоидных гормонов также снижается и развиваются симптомы гипотиреоза.
Причинами нарушения выработки тиреотропного гормона могут быть заболевания гипоталамуса, который начинает продуцировать повышенные или пониженные количества тиреолиберина – регулятора секреции ТТГ гипофизом. Заболевания щитовидной железы, сопровождающиеся нарушением секреции тиреоидных гормонов, могут опосредованно (по механизму обратной связи) влиять на секрецию тиреотропного гормона, вызывая понижение или повышение его концентрации в крови.

Антитела к тиреоидной пероксидазе (AТПО) являются аутоантителами к этому ферменту. До недавнего времени эти антитела именовались антимикросомальными (АМА), поскольку они связывались с микросомальной фракцией тиреоцитов. Современные исследования определили, что тиреоидная пероксидаза является основным антигенным компонентом микросом.
Определение концентраций антител к ТПО является одним из наиболее чувствительных тестов для диагностики аутоиммунных заболеваний щитовидной железы. Аутоиммунные заболевания щитовидной железы являются основным фактором, лежащим в основе гипотиреоза и гипертиреоза, и развиваются обычно у генетически предрасположенных людей. Наличие повышенного титра антител к ТПО и повышенный уровень ТТГ позволяют прогнозировать развитие гипотиреоза в будущем.
Наиболее высокий уровень антител к ТПО определяется у пациентов с тиреоидитом Хашимото. При этом заболевании антитела к ТПО обнаруживаются примерно в 90% случаев, что подтверждает аутоиммунную природу заболевания. Эти антитела также часто обнаруживаются (60–80%) при болезни Грейвса. Имеется четкая связь между наличием антител к ТПО и гистологической картиной тиреоидита. Однако, в связи со значительной способностью щитовидной железы к регенерации под действием тиреотропного гормона, клинические признаки гипотиреоза могут проявиться спустя годы после возникновения хронического заболевания щитовидной железы.
Определение титра антител к ТПО помогает при диагностике аутоиммунных заболеваний щитовидной железы и позволяет дифференциировать аутоиммунные заболевания и неаутоиммунный зоб или гипотиреоз. Исследование антител к ТПО (тиреопероксидазе) проводится обычно вместе с исследованием на ТТГ.

Антитела к тиреоглобулину – специфические иммуноглобулины, направленные против предшественника гормонов щитовидной железы. Они являются специфичным маркером аутоиммунных заболеваний щитовидной железы (болезни Грейвса, тиреоидита Хашимото).
Тиреоглобулин – это гликопептид, предшественник трийодтиронина (Т3) и тироксина (Т4). Он вырабатывается только клетками щитовидной железы и накапливается в её фолликулах в виде коллоида. При секреции гормонов тиреоглобулин в небольшом количестве попадает в кровь. По неизвестным причинам он может становиться аутоантигеном, и в ответ организм вырабатывает к нему антитела, что вызывает воспаление щитовидной железы. АТТГ могут блокировать тиреоглобулин, нарушая при этом нормальный синтез гормонов щитовидной железы и вызывая гипотиреоз, или, наоборот, чрезмерно стимулировать железу, вызывая её гиперфункцию.
Антитела к тиреоглобулину одновременно взаимодействуют с компонентами соединительной ткани глазницы, глазных мышц и ферментом ацетилхолинэстеразой. Возможно, что аутоиммунная реакция является причиной изменений со стороны тканей глазницы при тиреотоксической офтальмопатии.
АТТГ обнаруживают у 40-70 % пациентов с хроническим тиреоидитом, у 70 % больных с гипотиреозом, у 40 % с диффузным токсическим зобом и у небольшого количества больных с другими аутоиммунными патологиями, в том числе пернициозной анемией. Хотя уровень антител бывает немного повышенным и у здоровых людей, в особенности пожилых женщин.
Главным образом тест на АТТГ полезен при подтверждении у пациента диагноза «диффузный токсический зоб» и/или «гипотиреоз вследствие аутоиммунного тиреоидита». Кроме того, он ценен при дифференциальной диагностике базедовой болезни и токсического узлового зоба. Несмотря на то что АТТГ реже выявляются в сыворотке крови, чем тиреоидные микросомальные антитела (антитела к пероксидазе), у пациентов с аутоиммунными заболеваниями щитовидной железы результаты данного анализа также важны для подтверждения диагноза.
Если у беременной аутоиммунное поражение щитовидной железы или ещё какая-либо аутоиммунная патология, тест на одно или несколько тиреоидных антител должен быть назначен в начале беременности и незадолго до родов для прогноза риска поражения щитовидной железы новорождённого.

10051. Пакет “Гормоны щитовидной железы №1”:

  • Тироксин свободный (FТ4)
  • Трийодтиронин свободный (FТ3)
  • Антитела к тиреопероксидазе (ATПO)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)

 

10052. Пакет “Гормоны щитовидной железы №2”:

  • Тироксин свободный (FТ4)
  • Трийодтиронин свободный (FТ3)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)

 

10053. Пакет “Гормоны щитовидной железы №3”:

  • Тироксин свободный (FТ4)
  • Антитела к тиреопероксидазе (ATПO)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)

 

10054. Пакет “Гормоны щитовидной железы №4”:

  • Тироксин свободный (FТ4)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)

 

10055. Пакет анализов «Гормоны щитовидной железы №5»:

  • Тироксин свободный (Т4 св.)
  • Трийодтиронин свободный (Т3 св.)
  • Антитела к тиреопероксидазе (ATПO)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)
  • Антитела к тиреоглобулину (АТТГ)

 

10056. Пакет анализов «Диагностика новообразований щитовидной железы»:

  • Антитела к тиреопероксидазе (Anti-TPO)
  • Антитела к тиреоглобулину (Аnti-TG) Tиреоглобулин (TG)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)
  • Раково-эмбриональный антиген (CEA)

 

10059. Пакет анализов «Диагностика аутоимунных заболеваний щитовидной железы»:

  • Антитела к тиреопероксидазе (Anti-TPO)
  • Антитела к тиреоглобулину (Аnti-TG)
  • Тиреотропный гормон (ТТГ)

Влияние уровня йода женщины во время беременности на IQ будущего ребенка

Йод  дефицитные заболевания объединяют не только патологию Щитовидной железы, резвившуюся вследствие дефицита йода, но и патологические состояния,  обусловленные дефицитом Тиреоидных гормонов.

Влияние щитовидной железы на становление интеллектуальных функций человека начинается на самых ранних этапах развития нервной системы.

В первом триместре беременности под действием гормонов щитовидной железы происходит миграция нервных клеток, образование коры головного мозга и других функциональных центров нервной системы будущего ребенка.

Также в это время закладывается внутреннее ухо (улитка и нервный аппарат) и двигательные зоны мозга, которые в будущем станут управлять движениями ребенка. Важно заметить, что в первом триместре беременности щитовидная железа плода еще не работает и потому потребность плода в гормонах щитовидной железы покрывается исключительно за счет работы щитовидной железы матери.

Если щитовидная железа матери работает нормально, то и мозг ребенка развивается хорошо. А что если еще до начала беременности будущая мама страдала скрытым зобом (скажем по причине недостатка йода в воде и пищевых продуктах)? Во время беременности дефицит йода становится еще более выраженным, а результирующий из этого дефицит гормонов щитовидной железы начинает тормозить развитие мозга ребенка, который затем рождается с более или менее выраженным психомоторным отставанием. Клинические исследования последнего времени показывают, что дети, рожденные матерями с гипотиреозом (скрытым или выраженным) чаще других страдают врожденной тугоухостью, двигательными нарушениями, хуже учатся и склонны к развитию различных расстройств поведения. Нужно заметить, что эти и другие нарушения, вызванные недостатком йода и гормонов щитовидной железы в течение первого триместра беременности невозможно исправить при помощи более позднего введения этих веществ.

Во втором триместре беременности начинает работать щитовидная железа плода, поэтому организм будущего ребенка становится более или менее независимым от работы щитовидной железы матери. Однако и в конце беременности более 20% общей потребности плода в гормонах щитовидной железы покрывается за счет гормонов материнского происхождения.

В течение второго и третьего триместров беременности гормоны щитовидной железы обеспечивают процессы синаптогенеза (образование контактов между нервными клетками) и миелинизации (покрытие нервных волокон особым жировым слоем, необходимым для проведения нервных импульсов).

После рождения гормоны щитовидной железы влияют на протекание синтетических и строительных процессов мозга, что в значительной степени определяет интеллект растущего ребенка. Показано, что в географических регионах с недостатком йода показатель интеллекта детей (IQ) ниже в среднем на 10-15 баллов, чем в зонах с достаточным содержанием йода в окружающей среде. Таким образом, можно говорить о социальной значимости заболеваний щитовидной железы и дефицита гормонов щитовидной железы во время беременности, ведь снижение показателя интеллекта большей части популяции региона, влияет на его экономику и культуру.

Для предотвращения дефицита йода и гормонов щитовидной железы во время беременности рекомендуется:

  1. На этапе планирования беременности:

А) осуществить контроль ТТГ, АткТПО, в случае гипотиреоза обратится к эндокринологу с целью коррекции функции щитовидной железы.

Б) Принимать Калия йодид 250 мкрг в сутки.

  1. Во время беременности:

А) контроль ТТГ, Атк ТПО  при возникновении беременности

Б) для профилактики йододефицита, рекомендуется принимать витаминно-минеральные препараты, содержащие йод ( суточная потребность 250мкрг).

Сдать анализ крови на ТТГ (Тиреотропный гормон)

Полное название анализа: Тиреотропный гормон (ТТГ, тиротропин, Thyroid Stimulating Hormone, TSH)

Метод исследования: Хемилюминесцентный иммуноанализ на микрочастицах

Тиреотропный гормон вырабатывается гипофизом, и участвует в регулировании работы щитовидной железы. Сам гипофиз располагается в головном мозге и не действует на органы и системы напрямую, он работает через «посредников», которыми являются тироксин и трийодтиронин. В то же время выработку ТТГ контролирует гормон, вырабатываемый гипоталамусом и биогенными аминами, которые являются производными аммиака.

Изменение уровня тиреотропного гормона влияет на синтез активных веществ, воспроизводимых щитовидной железой, что приводит в итоге к развитию большого числа патологий.

Отклонения в работе гипофиза чаще возникают у женщин, поэтому им данный тип обследования назначается чаще, чем представителям сильного пола. Определение уровня ТТГ обычно проводится совместно с определением уровня гормонов щитовидной железы.

Что показывает анализ

Анализ проводится с целью оценки работы гипофиза и щитовидной железы. Определение уровня тиреотропного гормона необходимо, так как это активное органическое вещество имеет возможность влиять на многие органы и системы.

При помощи анализа на ТТГ можно заподозрить ряд патологий:

  • угроза прерывания беременности;
  • нарушение работы ЦНС;
  • патология надпочечников;
  • тиреоидит;
  • опухоль гипофиза;
  • опухоль щитовидной железы;
  • токсический зоб;
  • психические отклонения и др.

Важно отметить, что по одному анализу крови диагноз не выставляют. Исследование помогает заподозрить отклонения и назначить дополнительное обследование для подтверждения диагноза. Поэтому выбор анализа и его расшифровку должен проводить врач эндокринолог.

Показания к анализу

Забор материала на тиреотропный гормон проводится при подозрении на следующие отклонения:

  • патология гипофиза;
  • нарушение цикла у женщин и бесплодие;
  • патология щитовидной железы;
  • при наличии симптомов отравления тяжёлыми металлами.

У пациентов с измененным уровнем ТТГ часто наблюдаются следующие симптомы:

  • частые депрессии;
  • снижается температура тела по непонятным причинам;
  • при отсутствии отклонений со стороны миокарда, нарушается сердечный ритм;
  • при небольшом объеме выполненной работы пациент сильно устает;
  • ухудшается работа мышц;
  • исчезновение полового влечения;
  • выпадение волос в большом количестве, чаще всего заканчивающееся облысением.;
  • у мужчин изменение уровня гормона приводит к снижению потенции.

Как правило, исследование назначается врачом, на основании полученных данных о самочувствии пациента.

Подготовка к процедуре

Анализ на ТТГ требует предварительной подготовки, без этого реально отражающие состояние организма данные не могут быть получены.

Перед забором крови пациенту придется соблюдать следующие рекомендации:

  • Отказаться от спиртных напитков, в том числе с низким процентом содержания алкоголя.
  • За сутки придется ввести диету, исключающую употребление жирных, острых жареных блюд.
  • Анализ должен сдаваться в спокойном психоэмоциональном состоянии, поэтому придется избегать даже минимальных по силе стрессов, особенно в день обследования.
  • Последний прием пищи накануне исследования должен состояться не позже восьми часов вечера.
  • Кровь нельзя сдавать после прохождения УЗИ, компьютерной томографии и флюорографии.
  • Необходимо прекратить прием любых препаратов, не являющихся жизненно важными. Эти лекарства желательно использовать по назначению уже после забора крови. Если такой возможности нет, то на направлении указывается название препарата и его доза.

При необходимости, допускается повторный забор материала для уточнения полученных результатов. Непременное условие повторного исследования: кровь должна быть взята в то же время, что и предыдущая проба.

Причины ложных результатов

Изменить истинные значения могут разные внешние и внутренние факторы. В первую очередь, на объем гормонов влияет прием некоторых препаратов.

Ошибочные данные могут быть получены при неправильном получении и использовании образцов крови медицинским персоналом.

На результат проб может повлиять беременность.

Как проводится анализ

Для исследования используется венозная кровь. Для определения уровня гормона применяют иммунохимическую методику. Данный способ обследования применяется не только для определения уровня ТТГ.

Удобство этого метода заключается в том, в материал вводится специальный компонент, который исполняет роль метки. Он образует соединение антиген — антитело, что способствует легкому его обнаружению и подсчету.

Если незадолго до исследования проводилось внутривенное вливание препаратов, данную руку нельзя использовать для забора материала. Врачи рекомендуют брать кровь из вены другой руки.

Интерпретация результата

Важно понимать, что интерпретация данных исследований является прерогативой лечащего врача. Категорически нельзя использовать полученную информацию для самодиагностики и самостоятельного лечения. Специалист ставит точный диагноз, основываясь как на данные теста, так и за счет сбора информации от пациента, пользуясь другими источниками, анамнезом и т. д.

Единицы измерения в Независимой лаборатории: мЕд/л.

Альтернативные единицы измерения: мкЕд/мл = мЕд/л.

Перевод единиц: мкЕд/мл = мЕд/л.

Референсные значения

ВозрастУровень ТТГ, мЕд/л
4 дня – 6 месяцев0,73-4,77
6 месяцев – 14 лет0,7-4,17
14 лет – 19 лет0,47-3,41
> 19 лет0,4 -4,0

Ориентировочные пределы при беременности:

  • первый триместр: 0,1-2,5 мЕд/л
  • второй триместр: 0,2-3,0 мЕд/л
  • третий триместр: 0,3-3,0 мЕд/л

Повышение значений:

1. Первичный тип гипотиреоза (йододефицит, аутоиммунный тип тиреоидита; дефекты выработки гормонов наследственного характера, врожденные патологии щитовидного органа, последствия оперативного удаления части щитовидной железы).

2. Субклинический тип гипотиреоза.

3. Тиреоидит подострого типа (период выздоровления).

4. Эктопическое выделение ТТГ (опухоли молочной железы, легких).

5. ТТГ-выделяющая гипофизарная аденома (в редких случаях).

6. Соматические болезни в тяжелых стадиях (период выздоровления).

7. Синдром устойчивости к гормонам щитовидного органа.

8. Онкологические процессы в щитовидной железе.

9. Прием препаратов типа: бета-адреноблокаторы (метопролол, атенолол, пропранолол), нейролептики (производные фенотиазина, аминоглутетимид), рентгеноконтрастные средства, кломифен, амиодарон, йодсодержащие препараты, противорвотные средства (мотилиум, метоклопрамид), противосудорожные препараты (карбамазепин, фенитоин), фуросемид, соли лития.

Понижение значений:

1. Первичный тип гипертиреоза (диффузный зоб (токсический), многоузловой (токсический) зоб, аденома (токсическая,) тиреоидные узлы (функционирующие автономно).

2. Субклинический тип гипертиреоза.

3. При аутоиммунном типе тиреоидита (транзиторный тиреотоксикоз).

4. Ятрогенный (искусственный гипертиреоз).

5. Гипертиреоз при беременности.

6. Вторичный или гипофизарный тип гипотиреоза.

7. Голодание, диеты, стресс.

8. Нетиреоидные болезни тяжелого течения.

9. Недостаточность гипоталамо-гипофизарная.

10. Опухолевые процессы в гипофизе.

11. Синдром Иценко-Кушинга.

12. Прием препаратов типа: кортикостероиды, тироксин, допамин, цитостатики, бета-адреномиметики (добутамин, допексамин), соматостатин, средства для терапии гиперпролактинемии (пирибедил, метерголин, бромокриптин), нифедипин, трийодтиронин, амиодарон, октреотид, гепарин, препараты на основе ацетилсалициловой кислоты.


Наличие антител к «тканевой» трансглутаминазе при воспалительных кишечных заболеваниях: событие, связанное с апоптозом?

Целиакия (ЦБ) описывается как стойкая непереносимость глютена, характеризующаяся широким спектром поражений слизистой оболочки кишечника, которые в конечном итоге могут привести к атрофии ворсинок. 1 Целиакия вызывается приемом глиадина, который вызывает выработку аутоантител сывороточных тканей класса IgA. 1 Идентификация аутоантигена (ов) была целью исследователей в течение многих лет, так как была выдвинута гипотеза о важности аутоиммунных механизмов в патогенезе целиакии. 1,2,3 «Тканевая» трансглутаминаза (tTG; E.C. 2.3.2.13) или трансглутаминаза типа II были идентифицированы как основные аутоантигены эндомизиальных антител, обнаруживаемых при целиакии. 3 гены tTG человека принадлежат к семейству внутриклеточных и внеклеточных ферментов, которые катализируют Ca 2+ -зависимые реакции, приводящие к посттрансляционной модификации белков путем установления поперечных связей (γ-глутамил) лизина и / или ковалентных связей. включение ди- и полиаминов в белки. 4,5,6 Эти ковалентные поперечные связи могут определять олигомеризацию субстратных белков, которые приобретают особые свойства устойчивости к разрушению и химическому воздействию. 4,5,6 Ген tTG кодирует белок с молекулярной массой около 80 кДа 4,5,6 , который обычно экспрессируется в клетках, локализованных в специфических участках в тканях млекопитающих (эндотелиальные клетки, гладкомышечные клетки и мезангиальные клетки). ячеек). 5 tTG — это многофункциональный белок, который в своей конфигурации сшивания белков играет сложную роль в апоптозе. 4,5,6,7 Было показано, что фермент индуцируется и активируется в апоптотических клетках на экспериментальных моделях in vivo и in vitro . 4,5,6,7 Было высказано предположение, что tTG может играть более одной функции в каскаде событий, которые приводят к установлению апоптотического фенотипа. 4,8

Dieterich et al. 3 предположили, что tTG является преобладающим, если не единственным, эндомизиальным аутоантигеном, характерным для целиакии.Однако остается неизвестным, является ли индукция tTG, наблюдаемая у пациентов с БК, первичным патогенным триггером целиакии (БК). У людей было показано, что антигены CD локализованы во внеклеточном матриксе (ЕСМ) и экспрессируются фибробластами. 1,9 Хотя tTG является внутриклеточным ферментом, предыдущие исследования продемонстрировали участие tTG в заболеваниях, характеризующихся индукцией апоптоза, связанного с резким ремоделированием пораженной ткани, особенно в ECM. 10,11 Учитывая, что очень мало известно о роли клеточной гибели в патогенезе дегенеративных заболеваний, поражающих слизистую оболочку кишечника, мы исследовали роль апоптоза в патогенезе CD. С этой целью мы изучили экспрессию tTG и продукцию анти-tTG IgA в связи с апоптозом как у пациентов с БК, так и при других кишечных патологиях, таких как Крона и язвенный рекоколит (ЯК), показывая различные уровни повреждения слизистой оболочки и рубцевания.

В таблице 1 представлен анализ уровней анти-tTG IgA в сыворотках, полученных от пациентов, страдающих различными язвенными заболеваниями кишечника, а также другими аутоиммунными патологиями.Пациенты с CD, Crohn и UC показали повышенные уровни циркулирующих антител против tTG, которые были значительно выше как у здоровых людей, так и у других аутоиммунных заболеваний. Однако ни у пациентов с Кроном, ни у пациентов с ЯК не обнаружено обнаруживаемых антиэндомизиальных антител (ЕМА). Более низкие абсолютные уровни циркулирующих антител против tTG, обнаруженные у пациентов с Кроном и ЯК, по сравнению с уровнями, обнаруженными у пациентов с БК, могут быть связаны с незначительной степенью поражения. Чтобы получить прямую информацию об экспрессии tTG в патогенезе CD, мы исследовали локализацию белка tTG с помощью стандартной иммуногистохимической процедуры на серийных срезах, полученных из биоптатов второй части двенадцатиперстной кишки от ранее описанной группы пациентов.Учитывая, что усиление апоптоза сопровождается индукцией tTG как в физиологических, так и в патологических условиях, 4,5,6,7 , мы проанализировали, возникают ли поражения при БК, а также при заболеваниях Крона (данные не показаны), связаны с аномальным началом апоптоза. Чтобы сопоставить экспрессию tTG с индукцией апоптоза, мы проанализировали фрагментацию ДНК in situ с помощью TUNEL и экспрессию генов, связанных с апоптозом, на последовательных срезах от одного и того же пациента.

Таблица 1 Значения сывороточной антитрансглутаминазы IgA OD и антиэндомизиальные положительные результаты у нелеченных CD, IBD, язвенной болезни, аутоиммунных заболеваний и контрольных пациентов

Повышенная экспрессия гена tTG, о чем свидетельствует интенсивное окрашивание антителом tTG, была обнаружена во всех пациентов в поврежденных областях по сравнению с контрольной группой (рис. 1). В биоптатах, полученных от поражений пациентов с CD, где структура слизистой оболочки все еще сохранялась, позитивность к tTG антителам была специфически ограничена энтероцитами, локализованными в верхней части ворсинок, и очень ограниченное окрашивание было обнаружено в подслизистой основе (Рисунок 1, панель 1).Кроме того, экспрессия tTG была также обнаружена в фибробластах, выстилающих эпителий кишечника (рис. 1, панель 1). Сравнительный анализ серийных срезов, полученных от одного и того же пациента (рис. 1, панели 1,3), показал, что фрагментация ДНК и окрашивание tTG совместно локализованы в постмитотических энтероцитах, присутствующих в верхней части ворсинок; напротив, не наблюдали фрагментации ДНК в собственной пластинке, где были обнаружены tTG-положительные фибробласты. Интересно отметить, что энтероциты, демонстрирующие фрагментацию ДНК и экспрессию tTG, также показали сильную индукцию CD95L (рис. 1, панель 5).Иммуноокрашивание CD95L также было обнаружено в активированных лимфоцитах, локализованных в собственной пластинке и подслизистой оболочке (рис. 1, панель 5). Сравнительный анализ морфологии клеток, экспрессии tTG и CD95L и окрашивания TUNEL показывает, что апоптоз возникает на ранних стадиях заболевания и в первую очередь затрагивает энтероциты. Фактически, tTG-положительные фибробласты, локализованные в подслизистой оболочке, не проявляют биохимических и морфологических особенностей клеток, подвергающихся апоптозу (Рисунок 1).

Рисунок 1

Исследование проводилось на 20 нелеченых взрослых пациентах с глютеновой болезнью, соблюдающих глютеносодержащую диету.Диагноз поставлен на основании гистологического анализа биопсии двенадцатиперстной кишки с использованием эозин-эматоксилиновой техники. Чтобы определить атрофию слизистой оболочки, мы измерили отношение высоты ворсинок к глубине крипты. Значения <3: 1 считались показателем атрофии ворсинок. В качестве контрольной группы мы выбрали 29 пациентов с желудочно-кишечными заболеваниями, отличными от БК: 20 пациентов с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью; девять пациентов с язвенной болезнью двенадцатиперстной кишки. Все эти пациенты, представленные на EGDS с биопсией двенадцатиперстной кишки для диагностических целей, показали нормальную архитектуру слизистой оболочки.Сыворотки 26 пациентов с болезнью Крона и 22 пациентов с язвенным рекоколитом (ЯК) были выбраны в качестве контрольной группы воспалительного хронического кишечного заболевания. В качестве группы аутоиммунных заболеваний мы выбрали 19 нелеченных пациентов с сахарным диабетом, 10 - с тироидитом, 24 - с рассеянным склерозом и 15 - с LES. EMA были обнаружены, как описано ранее. 17 Антитела против tTG изотипа IgA измеряли с помощью коммерческого набора для иммуноферментного анализа типа сэндвич (Eurospital, Италия). 18 «Тканевая» трансглутаминаза, анализ фрагментации ДНК, CD95L и β (γ-глутамил) лизина в слизистой оболочке кишечника пациентов с БК.Слизистые оболочки кишечника пациентов с БК подвергали биопсии, фиксировали и окрашивали антителами анти-tTG (1-2, 7), анти-CD95L (5,6) или анти-β (γ-глутамил) лизин (8), а также с помощью TUNEL для фрагментации ДНК (3,4), как описано ранее. 10,12,13 По сравнению с контролем (7) на ранних стадиях заболевания (1, 3, 5) окрашивание tTG выявляется в энтероцитах, локализованных в верхней части ворсинок, и в фибробластах, выстилающих эпителий кишечника ( стрелки; 1), тогда как фрагментация ДНК (3) и сильное окрашивание CD95L (5) были ограничены энтероцитами.На «милой» стадии заболевания (2, 4, 6, 8), характеризующейся уплощением ворсинок, большая часть окрашивания tTG была обнаружена во внеклеточном матриксе поражения, и было окрашено только ограниченное количество фибробластов (2). . В одних и тех же очагах поражения было обнаружено очень мало клеток, положительных к окрашиванию как TUNEL (4), так и CD95L (6). Обратите внимание на интенсивное окрашивание, обнаруживаемое как tTG (2), так и анти-β (γ-глутамил) лизиновыми антителами (8) в ECM областей кишечника, показывая полное уплощение слизистой оболочки.Интенсивное окрашивание, обнаруженное с помощью перекрестно сшивающего антитела против β (γ-глутамил) лизина в ЕСМ (8), указывает на то, что высвобожденный tTG является активным.

В поражениях CD с полным уплощением слизистой оболочки наблюдалась другая картина экспрессии. Положительность к антителу tTG была обнаружена не только в клетках, но преимущественно в ЕСМ (рис. 1, панель 2). В одних и тех же поражениях было обнаружено очень небольшое количество клеток, положительных как к окрашиванию CD95L, так и к окрашиванию TUNEL, что указывает на то, что энтероциты, подвергшиеся апоптозу на более ранних стадиях заболевания, вероятно, уже были потеряны в просвете кишечника.Напротив, tTG-положительные клетки, обнаруженные в очагах поражения, оказались преимущественно локализованными в рубцовой ткани вблизи просвета кишечника, где эти клетки высвобождали свое содержимое в ЕСМ (рис. 1, панель 2). В области заживления ран вблизи просвета кишечника мы также обнаружили интенсивное окрашивание специфическим антителом, распознающим сшивку ɛ (γ-глутамил) лизина, 11 , что указывает на то, что высвобожденный фермент активно сшивает белки, локализованные в ECM (Рисунок 1, панель 8).

Приведенные здесь данные показывают, что присутствие антител против tTG не является специфическим явлением, происходящим у пациентов с CD, а является общим феноменом, связанным с поражением слизистой оболочки, а не с аутоиммунной природой CD. В соответствии с этой гипотезой мы обнаружили циркулирующие анти-tTG и индукцию апоптоза (данные не показаны) при других патологиях, ведущих к поражениям кишечника, таких как Крона и ЯК, но не при других специфических и системных аутоиммунных заболеваниях (диабет, тиреоидит, рассеянный склероз). и ЛЕС).Мы хотели бы предположить, что накопление tTG в энтероцитах, а также его высвобождение в ECM являются следствием индукции апоптоза в тех областях, которые подвергаются разрушению, типичному для тяжелых поражений, связанных с CD. Фактически, энтероциты становятся tTG-положительными и демонстрируют морфологические и биохимические особенности, типичные для апоптотических клеток, включая экспрессию CD95L на ранних стадиях заболевания. Примечательно, что у пациентов с CD, демонстрирующих полное уплощение слизистой оболочки, большая часть окрашивания tTG была обнаружена в ECM поражения.

Хотя было показано, что дефекты пути CD95 играют важную роль в нескольких аутоиммунных заболеваниях, 8,12 очень мало известно о пути CD95 / CD95L при CD. Здесь мы представляем данные, свидетельствующие об участии этого рецептора в патогенезе БК. Интересно, что дерегулированный tTG присутствует у мышей MRL lpr / lpr , предрасположенных к аутоиммунным заболеваниям, 13 , где tTG также обнаруживается в ECM аналогично процессу заживления ран и восстановлению ткани, происходящему при поражениях CD.Несколько исследований показали, что tTG, сшивая ряд белков, таких как коллагены, фибронектин, ламинин, нидоген и трансформирующий фактор роста-1, может играть важную роль в модификации ECM, возникающей при дегенеративных заболеваниях. 11,14 Присутствие tTG в ECM при поражениях CD может представлять per se как важное патогенное событие. Фактически, обнаружение скрытых молекулярных детерминант было предложено играть важную роль в индукции патогенного аутоиммунного ответа. 8 Возникает вопрос, как активация тТГ, высвобождаемого в ЕСМ, может приводить к образованию патогенных нео-детерминант. 8 Как свидетельствует наличие высоких уровней поперечных связей β (γ-глутамил) лизина по сравнению с контролем (данные не показаны), внеклеточный tTG, локализованный в поражениях CD, является активным. Следовательно, весьма вероятно, что tTG-опосредованная полимеризация белков ЕСМ может генерировать новые аутоантигены и, таким образом, способствовать возникновению аутоиммунных ответов.В соответствии с этим предположением связывание глиадина с компонентами ретикулярного матрикса является Ca 2+ -зависимым, ингибируется путресцином и преинкубацией с антителами против tTG, что позволяет предположить, что связывание глиадина может быть tTG-опосредованным событием. 15,16 Взятые вместе, эти данные предполагают важную комплексную роль tTG и апоптоза в патогенезе CD

Ссылки

  1. 1

    Maki M et al .1997 Lancet 349 : 1755–1759

  2. 2

    Ferreira M et al . 1992 Кишечник 33 : 1633–1637

    CAS Статья Google ученый

  3. 3

    Dieterich W et al . 1997 Nature Med 7 : 797–801

  4. 4

    Melino G et al . 1998 FEBS Lett. 430 : 59–63

  5. 5

    Fesus L et al .1991 евро. J. Cell Biol. 56 : 170–177

  6. 6

    Piacentini M. 1995 Curr. Верхний. Microbiol. 200 : 163–176

  7. 7

    Fesus L et al . 1989 FEBS Lett. 245 : 150–154

  8. 8

    Colizzi V et al . 1999 Immunol. Сегодня 20 : 134–138

  9. 9

    Marttinen A et al . 1997 евро. J. Clin. Инвестировать. 27 : 135–140

  10. 10

    Piacentini M et al . 1999 J. Pathol. 189 1: 92–98

    CAS Статья Google ученый

  11. 11

    Johnson TS и др. . 1997 J. Clin. Инвестировать. 90 : 2950–2960

    CAS Статья Google ученый

  12. 12

    Томпсон CB. 1995 Наука 267 : 1456–1462

    CAS Статья Google ученый

  13. 13

    Piredda L и др. .1997 Cell Death Differ. 4 : 463–472

    CAS Статья Google ученый

  14. 14

    Мирза А и др. . 1997 Am. J. Physiol. 272 : G281 – G288

  15. 15

    Maki M. 1996 Lancet 348 : 1046–1047

  16. 16

    Uhlig H et al . 1998 Аутоиммунитет 28 : 185–195

    CAS Статья Google ученый

  17. 17

    Picarelli A и др. .1996 Ланцет 348 : 1065–1067

  18. 18

    Пикарелли А. 2001 J. Intern Med. 249 : 181–188

Ссылки для скачивания

Выражение признательности

Эта работа была поддержана грантами проектов «AIDS», Ricerca Corrente и Finalizzata от Министерства Министерства Санита и UE.

Информация об авторе

Принадлежности

  1. Кафедра биологии, Римский университет, «Тор Вергата», Италия

    MG Farrace & M Piacentini

  2. Кафедра клинических наук, Римский университет «Ла Сапиенца», Италия

    A Picarelli, M Di Tola & L Sabbatella

  3. Instituto ‘Proda’, Рим, Италия

    OP Marchione

  4. IRCCS ‘L.Спалланцани, Рим, Италия

    G Ippolito & M Piacentini

Автор, ответственный за переписку

Для корреспонденции М. Пьячентини.

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Фаррас, М., Пикарелли, А., Ди Тола, М. et al. Наличие антител к «тканевой» трансглутаминазе при воспалительных кишечных заболеваниях: событие, связанное с апоптозом ?. Cell Death Differ 8, 767–770 (2001).https://doi.org/10.1038/sj.cdd.4400880

Ссылка для скачивания

Поделиться этой статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать это содержание:

Получить ссылку для совместного использования

Извините, но для совместного использования ссылка в настоящее время недоступна для этой статьи.

Предоставлено инициативой по обмену контентом Springer Nature SharedIt

Дополнительная литература

  • Трансглутаминаза 2 и аутоантитела к трансглутаминазе 2 при целиакии: обзор

    • Тиина Раухавирта
    • , Минна Хиетикко
    • , Ти Салми
    • и Катри Линдфорс

    Клинические обзоры по аллергии и иммунологии (2019)

  • К продуктам, безопасным для лечения целиакии: снижение сродства трансглутаминазы 2 к глиадину путем добавления аскорбилпальмитата и ZnCl2 в качестве детоксификаторов

    • Н.Энгстром
    • , П. Саенс-Мендес
    • , Дж. Ширс
    • и Н. Ширс

    Научные отчеты (2017)

  • Трансглутаминаза 2 не обязательна, но необходима для выживания мышей при колите, индуцированном декстрансульфатом натрия.

    • Юи Ман Чжон
    • , Ён Хун Сон
    • , Йевон Чой
    • , Джин-Хи Ким
    • , Джин-Хенг Ли
    • , Сунг-Юп Чо
    • и Ин-Гю Ким

    Экспериментальная и молекулярная медицина (2016)

  • Распространенность воспалительного заболевания кишечника среди пациентов с целиакией в венгерском центре целиакии

    • Дороття Кочиш
    • , Жужанна Тот
    • , Агнес А.Csontos
    • , Pál Miheller
    • , Péter Pák
    • , László Herszényi
    • , Miklós Tóth
    • , Zsolt Tulassay
    • и Márk Juhász

    BMC Гастроэнтерология (2015)

  • Распространенность сывороточных антител к целиакии у пациентов с ВЗК в Японии

    • Чикако Ватанабэ
    • , Сюнсуке Комото
    • , Риота Хокари
    • , Чи Курихара
    • , Ёсикиё Окада
    • , Хидэаки Ходзуми
    • , Масааки Хигасияма
    • , Ацуши Сакураба
    • 91, Ацуши Сакураба 91, Ацуши Сакураба 91
    • , Ацуши Кавагути
    • , Сигэаки Нагао
    • , Сё Огата
    • и Соичиро Миура

    Гастроэнтерологический журнал (2014)

Тканевая трансглутаминаза — wikidoc

Тканевая трансглутаминаза (сокращенно tTG или TG2 ) представляет собой кальций-зависимый фермент массой 78 кДа (EC 2.3.2.13) семейства белок-глутамин-γ-глутамилтрансфераз (или просто семейства трансглутаминаз). [1] [2] Как и другие трансглютаминазы, он сшивает белки между ε-аминогруппой остатка лизина и γ-карбоксамидной группой остатка глутамина, создавая меж- или внутримолекулярную связь, которая очень устойчива к протеолизу. (деградация белка). Помимо своей сшивающей функции, tTG катализирует другие типы реакций, включая дезамидирование, связывание / гидролиз GTP и изопептидазную активность. [3] В отличие от других членов семейства трансглутаминаз, tTG может быть обнаружен как во внутриклеточном, так и во внеклеточном пространстве различных типов тканей и обнаружен во многих различных органах, включая сердце, печень и тонкий кишечник. Внутриклеточный tTG в большом количестве присутствует в цитозоле, но меньшие количества также могут быть обнаружены в ядре и митохондриях. [2] Считается, что внутриклеточный tTG играет важную роль в апоптозе. [4] Во внеклеточном пространстве tTG связывается с белками внеклеточного матрикса (ECM), [5] особенно прочно связывается с фибронектином. [6] Внеклеточный tTG был связан с клеточной адгезией, стабилизацией ECM, заживлением ран, передачей сигналов рецептора, клеточной пролиферацией и клеточной подвижностью. [2]

tTG особенно примечателен тем, что является аутоантигеном при целиакии, пожизненном заболевании, при котором потребление глютена с пищей вызывает патологический иммунный ответ, приводящий к воспалению тонкой кишки и последующей атрофии ворсинок. [7] [8] [9]

Структура

Джин

Ген tTG человека расположен на 20-й хромосоме (20q11.2-q12).

Белок

TG2 — это многофункциональный фермент, который принадлежит к трансглутаминазам, которые катализируют сшивание белков эпсилон- (гамма-глутамил) изопептидными связями лизина. [10] Кристаллические структуры TG2 со связанным GDP, GTP или ATP продемонстрировали, что эти формы TG2 принимают «закрытую» конформацию, тогда как TG2 с активным сайтом, занятым имитатором ингибирующего глютенового пептида или другими подобными ингибиторами, принимает форму «открытая» конформация [11] [12] [13] .В открытой конформации четыре домена TG2 расположены в расширенной конфигурации, тогда как в закрытой конформации два С-концевых домена свернуты на каталитическом коровом домене. N-концевой домен показывает только незначительные структурные изменения между двумя разными конформациями. [14]

Механизм

Каталитический механизм поперечного сшивания в tTG человека включает тиольную группу остатка Cys в активном центре tTG. [2] Тиоловая группа атакует карбоксамид остатка глутамина на поверхности белкового или пептидного субстрата, высвобождая аммиак и образуя промежуточный тиоэфир.Затем на промежуточный тиоэфир может воздействовать поверхностный амин второго субстрата (обычно из остатка лизина). Конечным продуктом реакции является стабильная изопептидная связь между двумя субстратами (т.е. сшивание). Альтернативно, промежуточный тиоэфир может быть гидролизован, что приводит к чистому превращению остатка глутамина в глутаминовую кислоту (т.е. дезамидированию). [2] Считается, что дезамидирование остатков глутамина, катализируемое tTG, связано с патологическим иммунным ответом на глютен при глютеновой болезни. [8] Схема реакций сшивания и дезамидирования представлена ​​на Фигуре 1.

Постановление

Сшивающая активность с помощью tTG требует связывания ионов Ca 2+ . [15] Множественные Ca 2+ могут связываться с одной молекулой tTG. [2] Напротив, связывание одной молекулы GTP или GDP ингибирует сшивающую активность фермента. [15] Следовательно, внутриклеточный tTG в основном неактивен из-за относительно высокой концентрации GTP / GDP и низкого уровня кальция внутри клетки. [2] [8] Хотя ожидается, что внеклеточный tTG будет активен из-за низкой концентрации гуаниновых нуклеотидов и высокого уровня кальция во внеклеточном пространстве, данные показали, что внеклеточный tTG в основном неактивен. [2] [8] [15] Недавние исследования показывают, что внеклеточный tTG остается неактивным за счет образования дисульфидной связи между двумя вицинальными остатками Cys. Следовательно, окисление / восстановление дисульфидной связи служит третьим аллостерическим регуляторным механизмом (наряду с GTP / GDP и Ca 2+ ) для активации tTG. [8] Было показано, что тиоредоксин активирует внеклеточный tTG за счет уменьшения дисульфидной связи. [15] Недавние исследования показали, что гамма-интерферон может служить активатором внеклеточного tTG в тонком кишечнике; эти исследования имеют прямое отношение к патогенезу целиакии. [8] Было показано, что активация tTG сопровождается большими конформационными изменениями, переходом от компактной (неактивной) к расширенной (активной) конформации. (см. рисунок 2) [15] [16] [17]

Функция

tTG экспрессируется повсеместно.Он требует кальция в качестве кофактора для активности трансамидирования. Транскрипция усиливается ретиноевой кислотой. Среди множества предполагаемых функций он, по-видимому, играет роль в заживлении ран, апоптозе и развитии внеклеточного матрикса. [7]

Считается, что tTG участвует в регуляции цитоскелета, сшивая различные цитоскелетные белки, включая миозин, актин. , и спектрин. [18] Доказательства показывают, что внутриклеточный tTG сшивается с миозином.Также считается, что tTG может стабилизировать структуру умирающих клеток во время апоптоза, полимеризуя компоненты цитоскелета, тем самым предотвращая утечку клеточного содержимого во внеклеточное пространство. [3]

tTG также обладает активностью GTPase: [1] Предполагается, что в присутствии GTP он действует как G-белок, участвующий в процессах передачи сигналов. [19] Предполагается, что помимо трансглутаминазной активности, tTG также действует как киназа [20] и протеиндисульфид изомераза [21] и дезамидаза. [22] Эта последняя активность важна для дезамидирования пептидов глиадина, таким образом, играя важную роль в патологии целиакии.

Клиническое значение

тТГ наиболее известен своей связью с глютеновой болезнью. [9] Антитела к трансглутаминазе приводят к такой форме чувствительности к глютену, при которой клеточный ответ на глютен Triticeae , сшитый с tTG, способен стимулировать специфические для трансглутаминазы В-клеточные ответы, которые в конечном итоге приводят к выработке анти- антитела к трансглутаминазе IgA и IgG. [23]

tTG, как полагают, участвует в нескольких нейродегенеративных расстройствах, включая болезни Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона. [24] [25] Такие неврологические заболевания частично характеризуются аномальной агрегацией белков из-за повышенной активности перекрестного связывания белков в пораженном мозге. [26] Кроме того, было обнаружено, что специфические белки, связанные с этими нарушениями, являются субстратами tTG in vivo и in vitro. [3] Хотя tTG активируется в областях мозга, пораженных болезнью Хантингтона, недавнее исследование показало, что повышение уровня tTG не влияет на начало и / или прогрессирование заболевания у мышей. [27] Недавние исследования показывают, что tTG может не участвовать в AD, поскольку исследования показывают, что он связан с лизисом эритроцитов и является следствием заболевания, а не причиной.

Недавние исследования показывают, что тТГ также играет роль в воспалении и биологии опухолей. [7] Экспрессия tTG повышена во многих типах раковых клеток и участвует в резистентности к лекарствам и метастазировании из-за его способности способствовать мезенхимальному переходу и свойствам, подобным стволовым клеткам.

Диагностика

Серология на антитела к тТГ заменила старые серологические тесты (антиэндомизий, антиглиадин и антиретикулин) и имеет высокую чувствительность (99%) и специфичность (> 90%) для выявления целиакии. Современные анализы анти-tTG полагаются на человеческий рекомбинантный белок в качестве антигена. [28]

Лечебная

Использование tTG в качестве хирургического клея все еще является экспериментальным. Он также изучается как средство, ослабляющее метастазирование в некоторых опухолях. [7]

Взаимодействия

TG2 участвует как в ферментативных, так и в неферментативных взаимодействиях. Ферментативные взаимодействия образуются между TG2 и его белками-субстратами, содержащими группы донора глутамина и донора лизина, в присутствии кальция. Известно, что субстраты TG2 влияют на активность TG2, что позволяет ему впоследствии выполнять различные биологические функции в клетке.Однако важность неферментативных взаимодействий в регуляции активности TG2 еще предстоит выявить. Недавние исследования показывают, что неферментативные взаимодействия играют физиологические роли и активируют различные функции TG2 в зависимости от контекста. [29]

Мутантные аллели мыши для Tgm2
Маркер-символ для гена мыши. Этот символ присвоен геномному локусу MGI. Тгм2
Клоны эмбриональных стволовых клеток мутантных мышей.Это известные целевые мутации этого гена у мышей. ТГМ2 ТМ1А (КОМП) Wtsi
Пример структуры целевого условного мутантного аллеля для этого гена
Молекулярная структура области Tgm2 со встроенной последовательностью мутации
Эти мутантные ES-клетки можно изучать напрямую или использовать для создания мышей с выключенным геном. Изучение этих мышей может пролить свет на функцию Tgm2: см. Нокаут-мышь.

Список литературы

  1. 1.0 1,1 Кирали Р., Демени М., Фесюс Л. (декабрь 2011 г.). «Трансамидирование белков трансглутаминазой 2 в клетках: спорное Са2 + -зависимое действие многофункционального белка». Журнал FEBS . 278 (24): 4717–39. DOI: 10.1111 / j.1742-4658.2011.08345.x. PMID 21

    9.

  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Klöck C, Diraimondo TR, Khosla C (июль 2012 г.).«Роль трансглутаминазы 2 в патогенезе целиакии». Семинары по иммунопатологии . 34 (4): 513–22. DOI: 10.1007 / s00281-012-0305-0. PMC 3712867. PMID 22437759.
  3. 3,0 3,1 3,2 Факкиано Ф, Факкиано А, Факчиано AM (2006). «Роль трансглутаминазы-2 и ее субстратов в заболеваниях человека». Границы биологических наук . 11 : 1758–73. DOI: 10.2741 / 1921. PMID 16368554.
  4. МакКонки Диджей, Оррениус С. (октябрь 1997 г.).«Роль кальция в регуляции апоптоза». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 239 (2): 357–66. DOI: 10.1006 / bbrc.1997.7409. PMID 9344835.
  5. Лортат-Джейкоб Х., Бурхан И., Скарпеллини А., Томас А., Имберти А., Вивес Р. Р., Джонсон Т., Гутьеррес А., Вердерио Е. А. (май 2012 г.). «Взаимодействие трансглутаминазы-2 с гепарином: идентификация сайта связывания гепарина, который регулирует клеточную адгезию к матрице фибронектин-трансглутаминазы-2». Журнал биологической химии . 287 (22): 18005–17. DOI: 10.1074 / jbc.M111.337089. PMC 3365763. PMID 22442151.
  6. Акимов С.С., Крылов Д., Флейшман Л.Ф., Белкин А.М. (фев 2000). «Тканевая трансглутаминаза представляет собой интегрин-связывающий корецептор адгезии для фибронектина». Журнал клеточной биологии . 148 (4): 825–38. DOI: 10.1083 / jcb.148.4.825. PMC 2169362. PMID 10684262.
  7. 7,0 7,1 7.2 7,3 Griffin M, Casadio R, Bergamini CM (декабрь 2002 г.). «Трансглутаминазы: биологические клеи природы». Биохимический журнал . 368 (Pt 2): 377–96. DOI: 10.1042 / BJ20021234. PMC 1223021. PMID 12366374.
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 Дираймондо TR, Klöck C, Khosla C (апр 2012). «Интерферон-γ активирует трансглутаминазу 2 через фосфатидилинозитол-3-киназозависимый путь: значение для терапии глютеновой спру». Журнал фармакологии и экспериментальной терапии . 341 (1): 104–14. DOI: 10.1124 / jpet.111.187385. PMC 3310700. PMID 22228808.
  9. 9,0 9,1 Ди Сабатино А., Ваноли А., Джуффрида П., Луинетти О., Сольча Е., Корацца Г. Р. (август 2012 г.). «Функция тканевой трансглутаминазы при целиакии». Обзоры аутоиммунитета . 11 (10): 746–53. DOI: 10.1016 / j.autrev.2012.01.007. PMID 22326684.
  10. «Ген Entrez: трансглутаминаза 2 TGM2».
  11. ↑ Пинкас Д.М., Строп П., Брюнгер А.Т., Хосла К. PLoS Biol. 2007 декабрь; 5 (12): e327.
  12. ↑ Лю С., Церион Р.А., Кларди Дж. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2002 5 марта; 99 (5): 2743-7.
  13. ↑ Хан Б.Г., Чо Дж.В., Чо Ю.Д., Чон К.С., Ким Си, Ли Би. Int J Biol Macromol. 2010 1 августа; 47 (2): 190-5. DOI: 10.1016 / j.ijbiomac.2010.04.023.
  14. Чен Х, Хнида К., Грейверт М.А., Андерсен Дж. Т., Иверсен Р., Туукканен А., Свергун Д., Соллид Л. М. (август 2015 г.). «Структурная основа распознавания антигена с помощью аутоантител, специфичных к трансглутаминазе 2, при целиакии». Журнал биологической химии . 290 (35): 21365–75. DOI: 10.1074 / jbc.M115.669895. PMC 4571865. PMID 26160175.
  15. 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 Джин Х, Стамнаес Дж, Клёк К., ДиРаймондо Т.Р., Соллид Л.М., Хосла С. (октябрь 2011 г.). «Активация внеклеточной трансглутаминазы 2 тиоредоксином». Журнал биологической химии . 286 (43): 37866–73. DOI: 10.1074 / JBC.M111.287490. PMC 3199528. PMID 210.
  16. Пинкас Д.М., Строп П., Брюнгер А.Т., Хосла С. (декабрь 2007 г.). «Трансглутаминаза 2 претерпевает большие конформационные изменения при активации». Биология PLoS . 5 (12): e327. DOI: 10.1371 / journal.pbio.0050327. PMC 2140088. PMID 18092889.
  17. Colak G, Кейлор Дж. У., Джонсон Г. В. (2011). Полименис М, изд. «Форма трансглутаминазы 2 (R580a) с дефицитом связывания цитозольного гуанин-нуклеедотида усиливает гибель клеток при недостатке кислорода и глюкозы». PLOS ONE . 6 (1): e16665. DOI: 10.1371 / journal.pone.0016665. PMC 3031627. PMID 21304968.
  18. Нурминская М.В., Белкин А.М. (2012). «Клеточные функции тканевой трансглутаминазы». Международный обзор клеточной и молекулярной биологии . Международный обзор клеточной и молекулярной биологии. 294 : 1–97. DOI: 10.1016 / B978-0-12-394305-7.00001-X. ISBN 9780123943057. PMC 3746560. PMID 22364871.
  19. Fesus L, Piacentini M (октябрь 2002 г.).«Трансглутаминаза 2: загадочный фермент с разнообразными функциями». Направления биохимических наук . 27 (10): 534–9. DOI: 10.1016 / S0968-0004 (02) 02182-5. PMID 12368090.
  20. Мишра С., Мерфи Л.Дж. (июнь 2004 г.). «Тканевая трансглутаминаза обладает внутренней киназной активностью: идентификация трансглутаминазы 2 как протеин-3 киназы, связывающей инсулиноподобный фактор роста». Журнал биологической химии . 279 (23): 23863–8. DOI: 10.1074 / JBC.M3110. PMID 15069073.
  21. Хасэгава Г., Сува М., Итикава Ю., Оцука Т., Кумагаи С., Кикучи М., Сато И., Сайто И. (август 2003 г.). «Новая функция трансглутаминазы тканевого типа: протеиндисульфидизомераза». Биохимический журнал . 373 (Pt 3): 793–803. DOI: 10,1042 / BJ20021084. PMC 1223550. PMID 12737632.
  22. Сакли В., Томас В., Кваш Дж., Эль-Алауи С. (декабрь 2006 г.). «Роль тканевой трансглутаминазы в цитотоксичности альфа-глиадинового пептида». Клиническая и экспериментальная иммунология . 146 (3): 550–8. DOI: 10.1111 / j.1365-2249.2006.03236.x. PMC 1810403. PMID 17100777.
  23. Дитрих В., Энис Т., Бауэр М., Доннер П., Вольта Ю., Рикен Э. О., Шуппан Д. (июль 1997 г.). «Идентификация тканевой трансглутаминазы как аутоантигена целиакии». Природная медицина . 3 (7): 797–801. DOI: 10,1038 / нм0797-797. PMID

    11.
  24. Wilhelmus MM, Verhaar R, Andringa G, Bol JG, Cras P, Shan L, Hoozemans JJ, Drukarch B (март 2011).«Присутствие тканевой трансглутаминазы в гранулярном эндоплазматическом ретикулуме характерно для меланизированных нейронов головного мозга при болезни Паркинсона». Патология головного мозга . 21 (2): 130–9. DOI: 10.1111 / j.1750-3639.2010.00429.x. PMID 20731657.
  25. Ricotta M, Iannuzzi M, Vivo GD, Gentile V (май 2010 г.). «Физиопатологические роли реакций, катализируемых трансглутаминазой». Всемирный журнал биологической химии . 1 (5): 181–7. DOI: 10.4331 / wjbc.v1.i5.181. PMC 3083958. PMID 21541002.
  26. Мартин А., Джулиано А., Колларо Д., Де Виво Г., Седиа С., Серретиелло Е., Джентиле V (январь 2013 г.). «Возможное участие реакций, катализируемых трансглутаминазой, в физиопатологии нейродегенеративных заболеваний». Аминокислоты . 44 (1): 111–8. DOI: 10.1007 / s00726-011-1081-1. PMID 21938398.
  27. Кумар А., Кнейнсберг А., Тухольски Дж., Перри Дж., Ван Гроен Т., Детлофф П.Дж., Лесорт М. (сентябрь 2012 г.). «Сверхэкспрессия тканевой трансглутаминазы не изменяет фенотип заболевания на мышиной модели болезни Хантингтона R6 / 2». Экспериментальная неврология . 237 (1): 78–89. DOI: 10.1016 / j.expneurol.2012.05.015. PMC 3418489. PMID 22698685.
  28. Sblattero D, Berti I, Trevisiol C, Marzari R, Tommasini A, Bradbury A, Fasano A, Ventura A, Not T (май 2000 г.). «Человеческая рекомбинантная тканевая трансглутаминаза ELISA: инновационный диагностический тест на целиакию». Американский журнал гастроэнтерологии . 95 (5): 1253–7. DOI: 10.1111 / j.1572-0241.2000.02018.x. PMID 10811336.
  29. Канчан К., Фуксрайтер М., Фесюс Л. (август 2015). «Физиологические, патологические и структурные последствия неферментативных белок-белковых взаимодействий многофункциональной трансглутаминазы 2 человека». Клеточные и молекулярные науки о жизни . 72 (16): 3009–35. DOI: 10.1007 / s00018-015-1909-z. PMID 25943306.

Внешние ссылки

  • Эндомизиальные антитела
  • Коллекция субстратов и партнеров по взаимодействию TG2 доступна в TRANSDAB, интерактивной базе данных субстратов трансглутаминазы.

Галерея PDB

  • PDB 1kv3 EBI.jpg

    1kv3 : ТРАНСГЛУТАМИНАЗА ЧЕЛОВЕЧЕСКОЙ ТКАНИ В ФОРМЕ, СВЯЗАННОМ с ВВП

Аутоантител пациентов с глютеновой болезнью недостаточно для блокирования активности тканевой трансглутаминазы

Целиакия (ЦБ) — это чувствительная к глютену энтеропатия, вызванная употреблением в пищу глиадина пшеницы или связанных запасных белков ржи и ячменя. 1, 2 Целиакия характеризуется наличием антител против этиологического агента глиадина 3, 4 и особенно тканевой трансглутаминазы (tTG), которая была идентифицирована как эндомизиальный аутоантиген при БК. 5 tTG обычно сшивает белки, катализируя образование межмолекулярных связей, но также может дезамидировать остатки глутамина, когда первичные акцепторы глутамина отсутствуют. 6, 7

Аутоантиген tTG играет важную роль в патогенезе целиакии из-за его способности деамидировать пептиды глиадина на четко определенные глутамины.Эти модифицированные пептиды глиадина лучше связываются с молекулами HLA-DQ2 или -DQ8, что приводит к более эффективной пролиферации Т-клеток. 8– 16

Центральная роль tTG в патогенезе CD дополнительно подчеркивается высокой ассоциацией аутоантител к tTG с активной CD, достигающей почти 100% специфичности и чувствительности. 17– 22 Аутоантитела к tTG также считаются инструментами наблюдаемого кишечного повреждения CD из-за их способности вмешиваться в tTG-зависимую активацию трансформирующего фактора роста β, тем самым влияя на дифференцировку кишечного эпителия и взаимодействия клеточного матрикса. 23 Поскольку данные о прямом ингибирующем потенциале антител от пациентов с CD являются противоречивыми, 24, 25 мы стремились дополнительно определить способность аутоантител против tTG блокировать его каталитическую активность. Основываясь на наших данных, мы предполагаем ограниченную роль этих аутоантител in vivo.

МЕТОДЫ

Выделение антител

Для антител класса IgA сыворотки от пяти пациентов с подтвержденной биопсией с активной CD и трех здоровых контролей разводили 1: 2 с 0.1 М фосфат натрия, pH 7,0, и инкубировали с агарозой Kaptiv-AE (Tecnogen, Piana di Monte Verna, Италия) в течение 1 ч при комнатной температуре. Агарозу промывали, и оставшиеся антитела высвобождали 0,1 М уксусной кислотой, pH 4,0, и быстро нейтрализовали 1/10 объема 1 М трис-HCl, pH 9,0. Для выделения антител IgG протеин A-сефарозу (Amersham Pharmacia Biotech, Фрайбург, Германия) набухали в 0,1 М трис-HCl, pH 8,0 и инкубировали в течение 1 ч при комнатной температуре с сыворотками пяти нелеченных пациентов с CD и трех контрольных субъектов. до pH 8.0 добавлением 1/10 объема 1 М трис-HCl, pH 8,0. После промывания 0,1 М трис-HCl, pH 8,0 и 0,01 М трис-HCl, pH 8,0, связанные антитела элюировали 0,1 М глицином, pH 2,5, и немедленно нейтрализовали 1/5 объема 1 М трис-HCl, pH 8.0.

Выделение аутоантител человека к tTG

Плазмида pJLP4, экспрессирующая человеческий tTG (предоставленная JL Piper и Ch Khosla, Стэнфорд, США), была экспрессирована в Escherichia coli Tuner DE3. Очистку рекомбинантного человеческого tTG проводили, как описано, с небольшими вариациями. 26 После диализа против связывающего буфера (0,1 М бикарбонат натрия, 0,5 М NaCl, pH 8,3) рекомбинантный tTG был ковалентно связан с CNBr-активированной CL4B-сефарозой (Amersham Pharmacia Biotech) в соответствии с инструкциями производителя. Для выделения аутоантител против tTG сыворотки 12 различных пациентов с активной CD разводили 1: 5 в фосфатном буфере, pH 7,4, и инкубировали с tTG-связанной сефарозой. После нескольких стадий отмывки аутоантитела против tTG с 0.1 М глицина pH 2,5, которые немедленно нейтрализовали 1/5 объема 1 М трис-HCl, pH 8,0. Титр против tTG проверяли с помощью ELISA, как описано ранее. 17

Все антитела интенсивно диализовали против 0,05 М трис-HCl, 0,15 М NaCl, pH 7,5, и содержание белка определяли методом Брэдфорда (Bio-RAD, Мюнхен, Германия). Чистоту фракций антител IgA и IgG подтверждали электрофорезом в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE).

Для дополнительных контрольных экспериментов использовали поликлональное козье антитело против трансглутаминазы печени морской свинки (Biomol, Гамбург, Германия) и моноклональное антитело против трансглутаминазы морской свинки (CUB 7402, Quartett, Берлин, Германия).

Тест активности tTG in vitro

Включение биотинилированного кадаверина в глиадин

Поскольку глиадин известен как хороший субстрат-донор глутамина для tTG, ферментативная активность tTG была проверена путем перекрестного связывания глиадина (донора глутамина) с биотинилированным кадаверином (акцептор глутамина). Поэтому 1 мкг сырого глиадина (Sigma, Taufkirchen, Германия) инкубировали с 200 нг биотинилированного кадаверина (CovalAb, Лион, Франция) и 0.5–1 мкг рекомбинантного tTG человека в 0,1 М трис-HCl, 0,15 М NaCl, 5 мМ CaCl 2 , pH 7,5, в общем объеме 100 мкл. Сшивание давали в течение 2 ч при 37 ° C. Для исследований ингибирования различные количества соответствующих антител предварительно инкубировали с tTG в течение 10 мин при 37 ° C и реакцию запускали добавлением глиадина и кадаверина. Анализ был остановлен добавлением трихлоруксусной кислоты в конечной концентрации 10% при 4 ° C в течение ночи. Осажденные белки обрабатывали в восстанавливающих условиях в SDS-PAGE и переносили в нитроцеллюлозу.Блот блокировали 3% бычьим сывороточным альбумином в 0,1 М трис-HCl, 0,15 М NaCl, pH 7,5, а затем инкубировали с ковалентно связанным конъюгатом стрептавидин-щелочная фосфатаза (Sigma). Окраска была разработана с помощью 5-бром-4-хлор-3-индолилфосфата и нитросинего тетразолия (таблетки SIGMA FAST, Sigma).

Анализ кинетической активности

Ферментативную активность tTG в присутствии антител количественно оценивали путем измерения включения монодансил кадаверина (акцептора глутамина) в α-казеин (донор глутамина).Включение монодансил кадаверина (N- (5-аминопентил) -5-диметиламино-1-нафталинсульфонамид) (Sigma) в бычий α-казеин приводит к повышенной интенсивности флуоресценции дансильной группы, как описано. 27 Хотя глиадин также является подходящим субстратом для этого анализа, мы использовали α-казеин в качестве субстрата для tTG из-за его лучшей растворимости в нейтральных буферах. α-Казеин (17 мкМ) инкубировали с 30 мкМ монодансил кадаверина в общем объеме 100 мкл 0,1 М трис-HCl, 0,15 М NaCl, 5 мМ CaCl 2 , pH 7.5. Для исследований ингибирования добавляли антитела в различных концентрациях от 0,5 до 5,5 мкг. Реакцию начинали добавлением 0,5 мкг человеческого рекомбинантного tTG при 37 ° C. Возбуждение осуществлялось при 360 нм, а увеличение флуоресценции измеряли при 550 нм с помощью флуоресцентного спектрофотометра (Photon Technology International, Канада). Поскольку человеческий tTG быстро терял активность при 37 ° C, наклон определяли только в течение 2 минут после добавления tTG. Активность tTG рассчитывали как процент оставшейся активности по отношению к контрольным экспериментам без добавления антител.

Статистика

:

U-тест Манна-Уитни использовали для анализа различий в ингибирующей способности антител против tTG пациентов с CD и иммуноглобулинов контрольной группы.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Влияние сыворотки на активность тТГ

Зависящий от концентрации ингибирующий эффект на активность tTG был замечен, когда сыворотки пациентов с CD были добавлены в концентрациях 1%, 5% или 10% к флуорометрическому анализу активности.Степень ингибирования активности tTG варьировала от 25 до 58% при концентрациях в сыворотке от 1% до 10% (данные не показаны). Однако такие же значения были отмечены и для контрольных сывороток, что указывает на неспецифический ингибирующий эффект сыворотки на активность tTG в целом.

Действие изолированного IgA и изолированного антитела IgG

Примеси выделенного IgG с IgA и наоборот были незначительны, как было проверено в IgG- и IgA-специфическом анти-tTG ELISA, соответственно (данные не показаны).

Наблюдался широкий диапазон ингибирования активности tTG при использовании очищенных фракций IgA и IgG пяти пациентов с CD, достигающий до 60% при высоких концентрациях (4,5–5,5-кратный молярный избыток антител относительно tTG) в некоторых сыворотках. (в среднем 22% для IgA и 35% для IgG). Однако не было значительных различий по сравнению с общими фракциями IgA или IgG трех контрольных групп без целиакии (данные не показаны). Это скорее указывает на неспецифические взаимодействия, чем на специфическое ингибирование активности tTG общим сывороточным IgA или IgG.

Эффект очищенных аутоантител к tTG

В то время как коммерчески доступные поликлональные козьи антитела против tTG морской свинки не показали существенного ингибирования активности tTG во флюорометрическом анализе, применение аффинно очищенных аутоантител к tTG у 12 нелеченных пациентов с CD (примерно равные количества которых принадлежат IgA и класс IgG), вызывали отчетливое и зависимое от концентрации ингибирование активности tTG. Хотя ингибирование достигало 80% при соотношении антител к ферменту 5.5: 1 (моль / моль), активность tTG никогда нельзя было полностью заблокировать, и не наблюдали положительной корреляции с титрами анти-tTG (таблица 1). Несмотря на широкий диапазон ингибирующей способности различных очищенных аутоантител к tTG из глютеновой сыворотки, ингибирующий эффект был значительно выше, чем у фракций иммуноглобулина шести контрольных групп, не страдающих глютеновой болезнью. Остающаяся активность достигла определенных значений со средним значением 66% при низкой (0,5–2-кратный молярный избыток) и 46% при использовании высоких концентраций антител (4.5–5,5-кратный молярный избыток антител над tTG), что демонстрирует отчетливое ингибирующее действие аутоантител против tTG на активность tTG (рис. 1).

Таблица 1

Влияние различных концентраций аффинно очищенных аутоантител от шести разных пациентов с CD к tTG.

Рисунок 1

Ингибирующий эффект аффинно очищенных аутоантител против тканевой трансглутаминазы (tTG) у пациентов с глютеновой болезнью (CD) (n = 12) и моноклональных антител (ab) CUB 7402 при низких концентрациях антител (0.5–2-кратный молярный избыток над tTG) и при высоких концентрациях антител (4,5–5,5-кратный молярный избыток над tTG) по сравнению с очищенными иммуноглобулинами контрольных животных, не страдающих глютеновой болезнью (n = 6). Данные рассчитывались как процент оставшейся активности по отношению к базовой активности. Указаны значения p для значимых различий средних значений.

tTG претерпевает конформационные изменения в присутствии ионов кальция. 28 Чтобы определить, в какой степени ингибирующий эффект аутоантител против tTG зависит от структурных изменений, мы предварительно инкубировали tTG с 5 мМ хлорида кальция в течение 5 минут на льду.Однако эта процедура не влияла на ингибирование антител (данные не показаны).

Ингибирующее действие мышиных моноклональных антител против tTG

Антитело CUB 7402 описано для картирования аминокислот (а.о.) 447–478 tTG и ингибирования его активности. Соответственно, антитело явно ингибировало активность tTG, что приводило к средней остаточной активности 62% при низких концентрациях антител (<2-кратный молярный избыток антитела над tTG) и 33% при высоких концентрациях антител (4.5–5,5-кратный молярный избыток по сравнению с tTG) при использовании флуорометрического анализа. Хотя область, которая распознается антителом, включает два потенциальных сайта связывания кальция (а.о. 450 и 470) 29 , предварительная инкубация tTG с ионами кальция не повлияла на результаты этого кинетического теста.

Анализ in vitro для определения эффекта остаточной активности tTG

Флуорометрический анализ оказался наиболее полезным для количественной оценки степени ингибирования аутоантител.Мы наблюдали спонтанное снижение активности tTG до 50% после преинкубации фермента без антител при 37 ° C в течение короткого периода 5-15 мин. Этот эффект был более выражен, когда преинкубация проводилась в буфере, не содержащем кальция (данные не показаны). Следовательно, мы выполнили тест без предварительной инкубации tTG с антителами, и ферментативная активность была определена только в течение 2 минут после добавления tTG, поскольку зависимость интенсивности флуоресценции от времени была линейной в этом временном интервале.Однако этот анализ не дает информации об оставшейся ферментативной активности.

Таким образом, было определено, что tTG катализирует включение меченого биотином кадаверина в глиадин в присутствии аутоантител. После предварительной инкубации tTG с антителами в течение 10 мин при 37 ° C анализ проводили в течение 2 ч при 37 ° C. Здесь сшивание кадаверина с глиадином приводит к образованию белковых комплексов с молекулярной массой, охватывающей весь диапазон выше 30 кДа в SDS-PAGE.Паттерны сшитых глиадинов не различались, если tTG был предварительно инкубирован в тестовом буфере в течение 10 мин при 37 ° C или нет, независимо от присутствия возрастающих количеств ингибирующих антител (рис. 2). Это указывает на то, что, когда реакция поперечного сшивания разрешена в течение достаточного времени, остающаяся общая ферментативная активность tTG неотличима от неингибированного и частично ингибированного фермента.

Рисунок 2

Тканевая трансглутаминаза (tTG) катализирует перекрестное связывание меченного биотином кадаверина (акцептор глутамина) в глиадин (донор глутамина) для демонстрации активности tTG.Показано обнаружение комплексов кадаверина и глиадина в Вестерн-блоттинге после разделения с помощью SDS-PAGE (12%). Анализ проводили в течение 2 часов после предварительной инкубации tTG с различными количествами очищенных аутоантител против tTG (0,5–5,5-кратный молярный избыток по сравнению с tTG) от пациентов с глютеновой болезнью (CD) (CD 1, CD 5) или моноклональными антителами CUB 7402. при 37 ° C в течение 10 мин. За исключением CUB 7402 картины окрашивания были идентичными. Проверяли влияние на остаточную ферментативную активность после преинкубации tTG.Контрольные эксперименты дали такую ​​же картину окрашивания, даже если tTG предварительно инкубировали при 37 ° C в течение 10 минут (+) или нет (-).

Напротив, моноклональное антитело против tTG CUB 7402 заметно снижало каталитическую активность tTG и почти полностью инактивировало фермент при 5,5-кратном молярном избытке по сравнению с tTG (рис. 2). Это можно объяснить предварительной инкубацией tTG с CUB 7402 в этом анализе в течение 10 минут, что, по-видимому, достаточно для распознавания антитело-эпитоп, в то время как флуорометрический анализ, который показывает остаточную активность 33%, отражает начальную ситуацию без предварительной инкубации.

ОБСУЖДЕНИЕ

Поскольку tTG был идентифицирован как аутоантиген CD, в нескольких исследованиях подчеркивалась важность этого фермента в патогенезе заболевания. Таким образом, экспрессия tTG повышается в собственной субэпителиальной пластинке, 8, 30 , где tTG-индуцированное дезамидирование определенных пептидов глиадина может усиливать их стимулирующую способность Т-клеток посредством презентации HLA-DQ2 или -DQ8. 8– 16, 31

В этом контексте потенциальная ингибирующая способность аутоантител против tTG представляет большой интерес.Предыдущее исследование показало, что общий сывороточный IgA пациентов с глютеновой болезнью предотвращает активацию трансформирующего фактора роста β, индуцированную tTG, что приводит к нарушению дифференцировки эпителиальных клеток, что подразумевает патологическое повреждение CD. 23 Недавно при использовании неочищенного лизата трансфицированных tTG клеток почек собак Madin-Darby в качестве источника tTG была подчеркнута способность к ингибированию ферментов общих сывороточных IgA и IgG и рекомбинантных моноклональных анти-tTG антител. 25 Напротив, другое исследование не продемонстрировало какого-либо ингибирующего эффекта общих сывороточных IgA и IgG пациентов с CD при тестировании с очищенным человеческим tTG. 24 Эти результаты с общими антителами классов IgA и IgG подтверждены нашими данными.

Таким образом, вопрос о том, подавляют ли аутоантитела CD к tTG ферментативную активность и, таким образом, имеют большое физиологическое значение, остается нерешенным. Во-первых, использовались разные источники tTG. Во-вторых, при измерении активности tTG буферные реагенты, такие как глицин или уксусная кислота, которые обычно используются для выделения антител, должны быть полностью удалены, поскольку даже небольшие количества этих реагентов сильно ингибируют активность tTG.В-третьих, биоактивный tTG — очень нестабильный белок. Таким образом, инкубация при 37 ° C приводит к заметному снижению ферментативной активности, особенно в буферах, не содержащих кальция (данные не показаны). В этом контексте необходимо подчеркнуть, что как обогащенные фракции IgA, так и IgG, а также общая сыворотка пациентов с CD и контрольной группой, не страдающей глютеновой болезнью, блокируют активность tTG (до 60% в отдельных случаях, возможно, из-за конкуренции субстратов). Мы могли исключить человеческий сывороточный альбумин как ингибитор, но не смогли идентифицировать (неспецифический) ингибирующий компонент (ы) сыворотки.

Однако при использовании чувствительного флуориметрического анализа и аффинно очищенных аутоантител против tTG, которые принадлежат к классам IgA и IgG в почти равной пропорции, мы могли показать отчетливое и специфическое ингибирование активности tTG. Это ингибирование было дозозависимым и привело к средней остаточной активности 46% при использовании наивысших концентраций аутоантител (4,5–5,5-кратный молярный избыток по сравнению с tTG). Мы получили аналогичные результаты, когда tTG был предварительно инкубирован в кальцийсодержащем буфере на льду, но полное ингибирование никогда не могло быть достигнуто с очищенными аутоантителами против tTG.Это согласуется с отчетом, который продемонстрировал, что каталитическая область tTG имеет лишь незначительную антигенность и что большинство аутоантител направлено против некаталитической амино- и карбоксиконцевой области. 32 Одной из причин этого может быть то, что in vivo фермент обычно связан с субстратом и, таким образом, каталитический центр скрыт от иммунной системы. Таким образом, только предварительная инкубация tTG с моноклональным антителом CUB 7402, направленным на каталитический центр tTG, практически полностью блокировала активность tTG.

Результаты с очищенными аутоантителами кажутся релевантными для ситуации in vivo, поскольку в собственной пластинке слизистой оболочки не ожидается значительных высокомолекулярных компонентов сыворотки. Таким образом, мы предполагаем, что ингибирующий эффект аутоантител против tTG имеет второстепенное биологическое значение in vivo. Этот вывод подтверждается тем фактом, что неполное ингибирование активности tTG по-прежнему позволяет высокоэффективно включать кадаверин в глиадин, когда реакция проводится в течение более длительного периода времени.Повышенная активность tTG слизистой оболочки, по-видимому, играет центральную роль в патогенезе CD. Поскольку эта повышенная ферментативная активность в отношении CD не может быть полностью заблокирована аутоантителами пациентов к tTG, поиск и использование эффективных ингибиторов для снижения патологически повышенной активности tTG может быть жизнеспособным новым подходом к лечению CD. 31

Благодарности

Мы благодарим доктора Чайтана Хосла за любезный подарок рекомбинантной плазмиды tTG и доктора Норберта Бланка, Медицинский отдел III, FAU Erlangen-Nuernberg за введение в измерения с помощью флуорометрического прибора PTI.

ССЫЛКИ

  1. Трир JS . Глютеновый литник. N Engl J Med1991; 325: 1709–19.

  2. Марш МН . Глютен, главный комплекс гистосовместимости и тонкий кишечник: молекулярный и иммунобиологический подход к спектру чувствительности к глютену («чревный спру»). Гастроэнтерология 1992; 102: 330–54.

  3. Bürgin-Wolff A , Berger R, Gaze H, et al. Определение антител к глиадину IgG, IgA и IgE в качестве скринингового теста на нелеченую целиакию у детей, многоцентровое исследование. Eur J Pediatr1989; 148: 496–502.

  4. Тронкон R , Фергюсон А. Антитела против глиадина. J Pediatr Gastroenterol Nutr, 1991; 12: 150–8.

  5. Dieterich W , Ehnis T, Bauer M, et al. Идентификация тканевой трансглутаминазы как аутоантигена целиакии.Nat Med, 1997; 3: 797–801.

  6. Народный JE , Коул П.В. Трансглутаминаза: механистические характеристики активного центра, определенные кинетическими исследованиями и исследованиями ингибиторов. Biochim Biophys Acta, 1966; 122: 244–64.

  7. Folk JE , Chung SI. Трансглутаминазы. Meth Enzymol 1985; 113: 358–75.

  8. Мольберг Ø , McAdam SN, Koerner R, et al. Тканевая трансглутаминаза избирательно модифицирует пептиды глиадина, которые распознаются Т-клетками кишечника при глютеновой болезни. Nat Med1998; 4: 713–17.

  9. Van de Wal Y , Kooy Y, van Veelen P, et al. Селективное дезамидирование тканевой трансглутаминазой сильно увеличивает глиадин-специфическую реактивность Т-клеток. J Immunol1998; 161: 1585–8.

  10. Андерсон Р.П. , Дегано П., Годкин А.Дж., и др. Тестирование антигеном in vivo при глютеновой болезни идентифицирует единственный пептид, модифицированный трансглутаминазой, как доминантный Т-клеточный эпитоп A-глиадина. Nat Med2000; 6: 337–42.

  11. Arentz-Hansen H , Körner R, Molberg Ø, et al. Ответ Т-клеток кишечника на α-глиадин при целиакии у взрослых сосредоточен на единственном деамидированном глутамине, на который нацелена тканевая трансглутаминаза. J Exp Med2000; 191: 603–12.

  12. Vader W , de Ru A, van der Wal Y, et al. Специфичность тканевой трансглутаминазы объясняет токсичность злаков при целиакии. J Exp Med2002; 195: 643–9.

  13. Vader W , Kooy Y, Van Veelen P, et al. Глютеновая реакция у детей с глютеновой болезнью направлена ​​на множественные пептиды глиадина и глютенина. Гастроэнтерология, 2002; 122: 1729–37.

  14. Arentz-Hansen H , McAdam SN, Molberg O, et al. Т-клетки целиакии распознают эпитопы, которые группируются в областях глиадинов, богатых остатками пролина. Гастроэнтерология, 2002; 123: 803–9.

  15. Shan L , Molberg Ø, Parrot I, et al. Структурная основа непереносимости глютена в чревном спру. Science2002; 297: 2275–9.

  16. Fleckenstein B , Molberg O, Qiao SW, et al. Селекция Т-клеточного эпитопа глиадина тканевой трансглутаминазой при целиакии.J Biol Chem, 2002; 277: 34109–16.

  17. Dieterich W , Laag E, Schöpper H, et al. Аутоантитела к тканевой трансглутаминазе как предикторы целиакии. Гастроэнтерология 1998; 115: 1317–21.

  18. Sulkanen S , Halttunen T, Laurila K, et al. Иммуноферментный анализ тканевых аутоантител трансглутаминазы для выявления целиакии.Гастроэнтерология 1998; 115: 1322–8.

  19. Brusco G , Izzi L, Corazza GR. Антитела к тканевой трансглутаминазе для скрининга целиакии. Итал. Ж. Гастроэнтерол Hepatol1998; 30: 496–7.

  20. Seissler J , Borns S, Wohlrab U, et al. Антитела к тканевой трансглутаминазе человека, измеренные с помощью радиолигандного анализа: свидетельство высокой диагностической чувствительности целиакии.Horm Metab Res1999; 31: 375–9.

  21. Trevisiol C , Ventura A, Baldas V, et al. Надежная процедура скрининга целиакии в клинической практике. Сканд Дж. Гастроэнтерол, 2002; 37: 679–84.

  22. Bürgin-Wolff A , Dahlbom I, Hadziselimovic F, et al. Антитела к тканевой трансглутаминазе и эндомизию человека в диагностике и мониторинге целиакии.Сканд Дж. Гастроэнтерол, 2002; 37: 685–91.

  23. Halttunen T , Mäki M. Сывороточный иммуноглобулин А от пациентов с глютеновой болезнью подавляет дифференцировку эпителиальных клеток кишечного криптного эпителия человека Т84. Гастроэнтерология, 1999; 116: 566–72.

  24. Keaveny AP , Offner GD, Bootle E, et al. Нет значительных различий в антигенности или специфичности тканевой трансглутаминазы к субстрату глиадинов пшеницы Ирландии и США.Dig Dis Sci2000; 45: 755–62.

  25. Esposito C , Paparo F, Caputo I, et al. Антитела к тканевой трансглутаминазе от пациентов с глютеновой болезнью ингибируют активность трансглутаминазы как in vitro, так и in situ. Gut2002; 51: 177–81.

  26. Piper JL , Gray GM, Khosla C. Высокая селективность тканевой трансглутаминазы человека в отношении иммуноактивных пептидов глиадина: последствия для чревного спру.Биохимия, 2002; 41: 386–93.

  27. Lorand L , Lockridge OM, Campbell LK, et al. Трансамидирующие ферменты. II. Метод непрерывной флуоресценции, подходящий для автоматизации измерения фактора XIII в плазме. Анальная биохимия, 1971; 44: 221–31.

  28. Casadio R , Polverini E, Mariani P, et al. Структурная основа регуляции тканевой трансглутаминазы ионами кальция.Eur J Biochem1999; 262: 672–9.

  29. Ichinose A , Bottenus RE, Davie EW. Структура трансглутаминазы. J Biol Chem1990; 265: 13411–14.

  30. Hansson T , Ulfgren AK, Lindroos E, et al. Трансформирующий фактор роста-β (TGF-β) и экспрессия тканевой трансглутаминазы в тонком кишечнике у детей с глютеновой болезнью. Scand J Immunol2002; 56: 530–7.

  31. Schuppan D , Hahn EG. Глютен и кишечные уроки для иммунной регуляции. Science2002; 297: 2218–20.

  32. Seissler J , Wohlrab U, Wuensche C, et al. Аутоантитела пациентов с целиакией распознают различные функциональные домены аутоантигенной тканевой трансглутаминазы. Clin Exp Immunol, 2001; 125: 216–21.

Как возникает глютеновая болезнь

Целиакия — серьезное генетическое аутоиммунное заболевание, вызванное потреблением белка, называемого глютеном, который содержится в пшенице, ячмене и ржи.Когда человек с целиакией ест глютен, белок препятствует усвоению питательных веществ из пищи, повреждая часть тонкой кишки, называемую ворсинками. Поврежденные ворсинки делают практически невозможным поглощение питательных веществ в кровоток, что приводит к недоеданию и множеству других проблем, включая некоторые виды рака, заболевания щитовидной железы, остеопороз, бесплодие и начало других аутоиммунных заболеваний.

Как глютен повреждает кишечник

У человека с глютеновой болезнью непереваренные фрагменты глютена вызывают реакцию иммунной системы в тонком кишечнике.Реакция происходит в несколько этапов, которые в конечном итоге повреждают ворсинки (выступы в виде пальцев, выстилающие тонкий кишечник) и препятствуют всасыванию питательных веществ.

Когда человек с глютеновой болезнью ест глютен, непереваренные фрагменты глютена попадают в тонкий кишечник. Там некоторые фрагменты глютена проходят через энтероциты, которые находятся на поверхности ворсинок и представляют собой клетки, выстилающие поверхность тонкой кишки. Эти фрагменты глютена теперь могут накапливаться под энтероцитами.Это «накопление» заставляет энтероциты посылать иммунной системе химический сигнал о том, что что-то не так.

Затем этот «сигнал» получают клетки иммунной системы, которые затем атакуют энтероциты и повреждают их. Это повреждение вызывает ослабление плотных контактов между энтероцитами. Обычно между этими клетками ничего не может пройти, но теперь, когда между энтероцитами остается пространство, через них проходит больше непереваренных фрагментов глютена.

Кроме того, частично поврежденные энтероциты выделяют фермент, называемый tTG.Этот фермент tTG прикрепляется к фрагментам глютена. Когда tTG присоединяется к глютену, он изменяет глютен таким образом, что запускает первичный ответ иммунной системы. Измененный глютен улавливается специальными лейкоцитами, называемыми антигенпрезентирующими иммунными клетками. Эти лейкоциты представляют глютен с помощью рецептора на поверхности лейкоцитов. Представляя глютен, рецептор передает сигнал другому типу клеток иммунной системы, называемым Т-хелперами. Т-клетки борются с болезнями в организме, но при глютеновой болезни Т-клетки запускаются глютеном, чтобы по ошибке атаковать энтероциты.

Т-клетки-помощники выделяют химические вещества, которые вызывают три вещи:

  • Во-первых, хелперные Т-клетки выделяют токсичные секреции, которые непосредственно повреждают энтероциты.
  • Во-вторых, Т-клетки-помощники сигнализируют о Т-клетках-убийцах. Т-киллеры начинают бороться и напрямую атакуют энтероциты.
  • В-третьих, Т-клетки-помощники передают сигнал зрелым В-клеткам. Затем эти зрелые В-клетки вырабатывают два типа антител: антитела одного типа присоединяются к фрагментам глютена, а другие — к ферменту tTG.Эта активность антител очень близка к активности энтероцитов и также может вызывать дополнительное повреждение этих клеток.

Кроме того, ученые предполагают, что в ответ на глютен зонулин, молекула, вырабатываемая организмом и связанная с воспалением, может играть роль в ослаблении плотных контактов на ранних этапах процесса.

Возможные способы лечения целиакии

В настоящее время единственным лечением целиакии является строгая пожизненная безглютеновая диета. Возможные методы лечения целиакии предназначены для прерывания различных этапов процесса болезни.

Узнайте больше на следующих ресурсах:



Разработка лекарств

Найдите самую свежую информацию об изучаемых лекарствах от глютеновой болезни, о том, как они будут работать и насколько далеко они находятся в процессе клинических испытаний с нашими лекарствами.



Новости исследований целиакии

Будьте в курсе последних исследований в области лечения глютеновой болезни, подписавшись на нашу ленту новостей или подписавшись на рассылку наших исследований по электронной почте.

Видео реакции кишечника

Для более подробного иллюстрированного взгляда на сложные реакции, вызываемые глютеном в организме, посмотрите наше видео Реакция кишечника: как запускается глютеновая болезнь и как ее можно лечить , в котором подробно объясняется, как действует глютеновая болезнь и как ученые подходят к способам лечения.

Узнайте все, что вам нужно знать о том, как глютен повреждает кишечник людей с глютеновой болезнью. Проследите путь, который он проходит в вашем теле, и посмотрите, как могут сработать потенциальные методы лечения.

Наблюдение за тем, что происходит в вашем организме, когда вы едите глютен и страдаете глютеновой болезнью, и как подействуют потенциальные методы лечения, может помочь вам лучше понять изменения в исследованиях целиакии.

Смотреть Реакция кишечника Сейчас!

Беременных женщин с высоким уровнем антител к целиакии подвержены риску рождения детей с низкой массой тела — ScienceDaily

Беременные женщины со средним и высоким уровнем антител, характерными для пациентов с глютеновой болезнью, подвержены риску рождения детей с пониженной массой плода и массой тела при рождении. согласно новому исследованию, опубликованному в Gastroenterology , официальном журнале Американской гастроэнтерологической ассоциации.Антитела к тканевой трансглутаминазе (анти-tTG) чаще всего обнаруживаются у пациентов с глютеновой болезнью.

«Хотя несколько наблюдательных исследований показали, что целиакия связана с различными исходами беременности, это исследование учитывает фактические уровни тканевой трансглутаминазы, которые отражают степень повреждения слизистой оболочки, связанного с недиагностированной глютеновой болезнью или ограниченным соблюдением безглютеновой диеты. «Эта дифференциация имеет решающее значение, поскольку большинство случаев целиакии остаются невыявленными», — сказала Джессика Кифте-де Йонг, магистр медицинских наук, Медицинский центр Университета Эразма и ведущий автор исследования.

Исследователи провели популяционное перспективное когортное исследование 7046 беременных женщин и разделили субъектов на три группы: отрицательные анти-tTG (контроль), промежуточные анти-tTG (чуть ниже клинической пороговой точки, используемой для диагностики пациентов с глютеновой болезнью). болезнь) и положительный анти-tTG (пациенты с высокой вероятностью целиакии). Плоды женщин с положительным уровнем антител к ТТГ во втором триместре весили на 16 граммов меньше, чем у женщин с отрицательными уровнями антител к ТТГ, и на 74 грамма меньше в течение третьего триместра.

Людей с промежуточным уровнем антител к тТГ обычно не считают потенциальными пациентами с целиакией, однако исходы родов у этих людей также были затронуты. Младенцы от женщин с промежуточным и положительным анти-tTG весили при рождении на 53 грамма и 159 граммов меньше, соответственно, чем у женщин с отрицательными анти-tTG.

«Исследователям необходимо изучить естественную историю и долгосрочные последствия промежуточных уровней анти-tTG, чтобы определить, вызваны ли эти уровни беременностью или отражают субклиническое состояние целиакии, требующее последующего наблюдения», — добавил Джонг.

Кроме того, помогая определить связь между уровнями антител к тТГ и целиакией, исследование Clinical Gastroenterology and Hepatology подтверждает недавние рекомендации Европейского общества детской гастроэнтерологии, гепатологии и питания (ESPGHAN), в которых признается вероятность возникновения целиакии. увеличивается с увеличением концентрации антител.

В исследовании, проведенном Университетскими больницами Лёвена, Бельгия, подчеркивается важность мониторинга соответствующих симптомов, таких как потеря веса, нарушение нормального роста, анемия, дефицит железа или усталость, при диагностике пациентов, и отмечается, что врачи не должны полагаться исключительно на анти- Тестирование tTG для постановки диагноза.

Исследование показало, что существует 50–75 процентов вероятности того, что люди без симптомов, но с уровнем анти-tTG более чем в 10 раз превышающим пороговое значение, определенное в рекомендациях ESPGHAN, будут иметь целиакию. Вероятность того, что у пациента глютеновая болезнь, возрастает до 95 процентов или выше, когда, помимо высоких уровней анти-tTG, пациент выражает жалобы, которые могут быть связаны с глютеновой болезнью.

История Источник:

Материалы предоставлены Американской гастроэнтерологической ассоциацией . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

, когда конформация имеет значение больше, чем ферментативная активность — Хапрес — Академический издатель

1 ВВЕДЕНИЕ

В 1957 году Генрих Валш обнаружил, что экстракты печени морских свинок могут включать радиоактивно меченые первичные амины, такие как кадаверин или лизин, в лизатные белки кальций-зависимым образом. [1] . В конечном итоге будет установлено, что ферментативная реакция опосредована «тканевой» трансглутаминазой 2 типа (tTG или TG2, EC 2.3.2.13), широко экспрессируемый белок, который катализирует трансамидирование между амидами (обычно из остатков глутамина) и первичными аминами (часто из остатков лизина) [2] . За прошедшие годы tTG был тщательно изучен и оказался одним из основных аутоантигенов при целиакии [3–7] , необходим для выживания и роста раковых клеток [8–13] и для важны для образования белковых агрегатов, характерных для болезней Альцгеймера и Паркинсона [14–18] .Роль tTG в различных болезненных состояниях привела к попыткам разработать низкомолекулярные ингибиторы белка [19–22] . Эти различные исследования были подробно рассмотрены [2,23–29] , и как таковые будут здесь затронуты лишь кратко. Вместо этого мы сосредоточимся на сравнительно менее изученной и оцененной теме — как изменения в конформации tTG влияют на его влияние на клетки.

tTG обладает двумя различными каталитическими активностями: GTP-связывающей активностью и активностью гидролиза, а также активностью трансамидирования (рис.1А). Как и многие белки, такие как G-белки или связанные с ними рецепторы, функция tTG зависит от его конформации [30,31] . Однако, в отличие от большинства белков, конформация которых изменяется довольно незначительно для облегчения передачи сигналов, tTG претерпевает значительный структурный сдвиг, который определяет его активность. При привязке к GTP или GDP, tTG принимает то, что теперь называется закрытым состоянием. На рис. 1В (левая сторона) показана кристаллическая структура и графическое изображение конформации, которую человеческий tTG принимает, когда он связан с нуклеотидом, в данном случае GDP [32] .Эта структура, первая решенная для человеческого tTG, выявила компактный белок, содержащий четыре домена: N-концевой β-сэндвич (красный), перекрестно-каталитическое ядро ​​(синий) и два C-концевых β-цилиндрических домена (желтый и зеленый). Структура четко показывает сайт связывания для нуклеотидов и то, как доступ субстрата к сайту связывания сшивания и ключевому каталитическому остатку Cys-277 был закрыт С-концевыми β-барабанами [33,34] . Однако при связывании кальция tTG претерпевает резкие конформационные изменения.Природа этого изменения была продемонстрирована Pinkas et al. , когда они решили кристаллическую структуру tTG, ковалентно связанного с ингибитором миметика глютенового пептида «Ac-P-DON-LPF-NH 2 » [35] . Эта структура (рис. 1B, правая сторона) показала, что С-концевые β-бочки поворачиваются почти на 180 ° от своего начального положения, что приводит к почти линейной конформации для белка, которая обеспечивает доступ субстратов к каталитическому сайту сшивания. Интересно, что это конформационное изменение устраняет сайт связывания нуклеотидов.Активируемая кальцием конформация tTG теперь обычно упоминается как «открытое состояние», в то время как форма tTG, связанная с нуклеотидами, обычно упоминается как «закрытое состояние».

РИСУНОК 1

Рис. 1 Устройство и функции tTG. (A) tTG катализирует несколько различных реакций: наиболее важной из них является переамидирование или сшивание остатков глутамина и лизина, что показано схематически. (B) Кристаллические структуры tTG обнаруживают два различных конформационных состояния.Слева tTG показан в закрытом состоянии (код PDB 1KV3). Как показано на рисунке, сайт связывания сшивающего субстрата (открытый клин в синем сшивающем домене) закрыт. Добавление Ca 2+ переводит белок в конформацию открытого состояния, показанную справа (код PDB 2Q3Z), которая обнаруживает этот сайт связывания субстрата. Избыток GDP или GTP возвращает белок в закрытое состояние. Для любой кристаллической структуры домен сшивающего катализа обозначен оранжевой стрелкой, а область, где должен связываться нуклеотид, обведена кружком и указана синей стрелкой.

GTP / GDP и Ca 2+ могут конкурировать друг с другом за преобразование tTG из закрытого в открытое состояние и наоборот (рис. 1B) [36] . Учитывая относительно высокие уровни GDP и GTP в клетках (приблизительно 500 мкМ [37] ) и относительно низкие концентрации свободного Ca 2+ (низкие наномолярные [38] ), обычно предполагается, что внутриклеточный tTG преимущественно находится в закрытом состоянии, с небольшой частью, находящейся в способном к сшиванию открытом состоянии [39,40] .Напротив, внеклеточный Ca 2+ имеет более высокую концентрацию, чем GDP или GTP, что позволяет предположить, что внеклеточный tTG будет принимать открытое состояние и быть компетентным для сшивания. Однако эта точка зрения несколько осложняется умеренно окислительными условиями во внеклеточном пространстве. Триада остатков цистеина (Cys 230, Cys 370 и Cys 371) способны образовывать одну из двух дисульфидных связей (C370 – C230 или C370 – C371) в окислительных условиях [41,42] . Любая дисульфидная связь снижает каталитическую активность сшивания, но окисленный tTG сохраняет конформацию, аналогичную открытому состоянию.Однако в настоящее время неясно, как дисульфидные связи, которые стабилизируют конформацию открытого состояния tTG, блокируют каталитическую активность этого конформационного состояния.

Несмотря на две радикально разные конформации tTG, большинство исследований традиционно сосредоточено на каталитической активности поперечного сшивания белка tTG. tTG обычно считается «активным» или «неактивным», а не «открытым» или «закрытым». Учитывая множество разнообразных белков, которые служат субстратами сшивания tTG (такие как α-синуклеин, енолаза, миозин, RhoA и синапсин 1 [43] ), концентрация на сшивающей активности может дать важную информацию.Действительно, для многих заболеваний, в которых tTG играет решающую роль (особенно неврологических заболеваний и целиакии), описание активности сшивания белков является полностью адекватным. Однако, по крайней мере, в случае рака, конформацию и активность tTG следует рассматривать индивидуально.

2 НЕСКОЛЬКИХ РОЛИ ТТГ ПРИ ЗАБОЛЕВАНИИ

Болезнь Альцгеймера — одно из самых ранних заболеваний, при котором tTG играет роль.В конце 90-х годов Johnson et al. обнаружил, что активность tTG была увеличена в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера [18] . Более того, они обнаружили, что его активность повышается именно в префронтальной коре, где нейрофибриллярные клубки появляются у пациентов с болезнью Альцгеймера, а не в мозжечке, который обычно не изменяется под действием болезни. Таким образом, они пришли к выводу, что tTG может быть по крайней мере частично ответственным за образование этих клубков. С тех пор этот вывод получил всеобщую поддержку.Одним из наиболее важных инициирующих факторов болезни Альцгеймера является образование растворимого пула бета-амилоидного белка (Abeta), который является основным компонентом повреждающих нейрофибриллярных клубков или бляшек, вызывающих болезнь Альцгеймера [44] . Хотя Abeta может самостоятельно собираться в такие бляшки, необходимая концентрация для такой сборки намного выше, чем физиологические уровни. Однако tTG способен сшивать Abeta в бляшки при физиологических концентрациях [44] и колокализуется с Abeta как в человеческом мозге, так и в мозге мышей модели болезни Альцгеймера [45,46] .Более того, дезамидирование Abeta с помощью tTG увеличивает его растворимость, тем самым увеличивая его склонность к образованию зубного налета [47] . tTG также играет по крайней мере одну косвенную роль, сшивая аполипопротеин E (ApoE) [48] . ApoE способен защищать от образования бляшек Abeta, транспортируя Abeta из мозга. Однако сшивание с помощью tTG инактивирует белок, делая его неспособным очистить Abeta.

Болезнь Паркинсона является родственным заболеванием, и tTG играет аналогичную, но уникальную роль в этом заболевании.Если болезнь Альцгеймера частично вызвана накоплением агрегатов Abeta, то болезнь Паркинсона вызывается агрегацией α-синуклеина. При болезни Паркинсона α-синуклеин неправильно перерабатывается в β-складчатые фибриллы, которые, в свою очередь, объединяются с образованием цитоплазматических включений, называемых тельцами Леви [49,50] . В 2003 году было обнаружено, что tTG катализирует сшивание α-синуклеина, как in vitro, , так и в клеточных моделях [14] . Более поздние исследования подтвердили важность этого взаимодействия, показав, что специфические ингибиторы tTG, такие как KCC009, могут блокировать агрегацию α-синуклеина в клетках нейробластомы SH-SY5Y [51] , и что tTG и α-синуклеин локализуются в эндоплазматическом ретикулуме. в образцах головного мозга болезни [49] .Сегодня tTG считается прогностическим маркером болезни Паркинсона [49] . Однако роль tTG в болезни Паркинсона несколько обсуждается. Сегерс-Нолтон и его коллеги продемонстрировали в 2009 году, что α-синуклеин, сшитый tTG, образует агрегаты, существенно отличающиеся от тех, которые обнаруживаются в типичном мозге [50] при болезни Паркинсона. Агрегаты, опосредованные tTG, образовывали α-спирали, а не β-листы, подобные болезненным агрегатам. Кроме того, в отличие от болезненных агрегатов, они были неспособны разрушать фосфолипидные везикулы.Это говорит о том, что, по крайней мере, в некоторых ситуациях tTG может играть защитную роль при болезни Паркинсона, потребляя α-синуклеин и образуя нетоксичные агрегаты, а не позволяя ему образовывать нормальные, вызывающие болезнь тельца Леви. Способность tTG ситуативно способствовать выживанию или гибели клеток будет еще раз рассмотрена ниже, особенно в контексте рака.

Почти одновременно с открытием тТГ как участника болезни Альцгеймера было сообщено, что тТГ был основным аутоантигеном при глютеновой болезни [4] .Целиакия — это аутоиммунное заболевание, при котором Т-клетки атакуют и повреждают тонкий кишечник. Этот процесс запускается глиадином, белком, содержащимся в большинстве злаков, который вызывает иммунный ответ. В 1997 году Дитрих с соавторами обнаружили, что при глютеновой болезни Т-клетки в первую очередь реагируют на антитела к tTG [4] . Они также обнаружили, что глиадин был субстратом для tTG, и что tTG был поперечно сшит с глиадином. Они предположили, что сшивание глиадина tTG формирует антигенные комплексы, и что эти комплексы являются тем, на что реагирует иммунная система, гипотеза, которая была подтверждена через год и далее охарактеризована в годы после [52-54] .Связанные с этим исследования роли tTG в глютеновой болезни также были довольно активными. Многие исследования были сосредоточены на антителах к тТГ и сшитому глиадину в качестве диагностических инструментов [55,56] . Другие исследовали системы, в которых активированный tTG может быть ингибирован, для моделирования целиакии, одним из примеров которых являются клетки рака кишечника Caco-2, которые экспрессируют на своей поверхности компетентный для сшивания tTG [57,58] . Одно особенно интересное исследование, проведенное в 2016 году, показало, что тиоредоксин-1 высвобождается макрофагами, подвергающимися воспалительным стимулам, в количестве, достаточном для восстановления дисульфидной связи tTG C370 – C371, активируя фермент [59] .Поскольку воспалительные состояния присутствуют в кишечнике при целиакии, этот эффект по существу создает самостимулирующую петлю, в которой активированный tTG приводит к воспалению, которое затем активирует больше tTG. Целиакия исторически была одной из наиболее важных областей исследований tTG, и действительно, единственный ингибитор tTG, который в настоящее время проходит клинические испытания, направлен на целиакию [28] .

В заболеваниях, которые обсуждались до сих пор, роль tTG сравнительно проста. Его основная функция — вредное сшивание определенного белка.Компетентный tTG в открытом состоянии способствует развитию заболевания, в то время как tTG в закрытом состоянии, как ожидается, не окажет никакого эффекта. Его роль в развитии рака гораздо более разнообразна. Например, было показано, что tTG играет роль в адгезии, миграции и инвазии раковых клеток посредством взаимодействия с фибронектином. tTG связывается с фибронектином и сшивает его с различными поверхностями, позволяя клеткам прикрепляться [60–62] . Затем матриксная металлопротеиназа может разорвать эти поперечные сшивки, и в сочетании со сшивкой tTG это обеспечивает подвижность клеток [63] .Сходным образом считается, что tTG играет роль в переносе везикул, помогая прикреплять внеклеточные везикулы (микровезикулы), генерируемые агрессивными раковыми клетками, к фибробластам благодаря своей способности связывать и сшивать фибронектин на поверхности везикул [9] . Затем это событие стыковки можно заблокировать, подавив его сшивающую активность. Однако, безусловно, одна из самых интересных и сложных ролей tTG — это выживание клеток.

Белки, участвующие в выживании клеток, имеют тенденцию способствовать либо выживанию, либо гибели клеток, но не тем и другим одновременно.Однако небольшое количество белков способно запускать оба пути. Было обнаружено, что такие белки, как циклины, CDK1 и CDK2, семейство Bcl-2 и семейство Myc, способствуют как апоптозу, так и пролиферации клеток в различных условиях [64] . Подобно этим белкам, tTG может способствовать выживанию клеток или апоптозу, в зависимости от физиологического контекста [2,25] . Было показано, что как белок, способствующий выживанию, способная к сшиванию форма tTG в открытом состоянии перекрестно связывает pRB (проапоптотический белок), заставляя его олигомеризоваться и, таким образом, терять свою активность [65,66] .Это аналогично его роли при болезни Альцгеймера, связывая ApoE [48] . Однако tTG в закрытом состоянии способен изолировать c-Cbl и блокировать убиквитинилирование и последующую деградацию рецептора EGF, тем самым также способствуя росту и выживанию клеток [67] . Таким образом, tTG может способствовать выживанию как в открытом, так и в закрытом состоянии в зависимости от конкретных условий. То же самое и с его проапоптотическими функциями. Было показано, что в клетках рака поджелудочной железы, обработанных ионофором кальция A23187, tTG принимает активное сшивание в открытом состоянии и затем способствует высвобождению фактора, индуцирующего апоптоз, из митохондрий, способствуя гибели клеток [68] .Напротив, эктопически экспрессируемый tTG в клетках SH-SY5Y, который предположительно существует в закрытом состоянии, как было обнаружено, способствует апоптозу после осмотического шока или лечения стауроспорином [69] . Однако, возможно, самой захватывающей из этих ролей, связанных с выживанием, является цитотоксичность, присущая tTG в открытом состоянии.

3 ЦИТОТОКСИЧЕСКОЕ ОТКРЫТОЕ СОСТОЯНИЕ ТТГ

Идея о том, что поддержание tTG в открытом состоянии может быть вредным для клеток, возникла в двух исследованиях, опубликованных в конце 2000-х годов.В одном отчете Datta et al. показали, что эктопически экспрессирующиеся мутантные формы tTG с дефицитом GTP-связывающей способности приводят к гибели клеток [70] . В частности, было показано, что рекомбинантные формы tTG с мутациями в остатках Arg 476, Arg 580 и Lys 173 имеют пониженное связывание GTP по сравнению с tTG дикого типа (фиг. 2A). Наибольшее снижение связывания нуклеотидов наблюдалось для мутантов R580L и R580K, а при трансфекции в фибробласты NIH 3T3 или клетки карциномы шейки матки HeLa почти половина клеток погибла в течение 24 часов.Напротив, введение tTG дикого типа в те же самые клетки не вызывало гибели клеток. Кроме того, было показано, что гибель клеток, вызванная мутантными формами tTG, у которых отсутствует GTP-связывание, происходит независимо от их сшивающей активности, так как экспрессия форм tTG с недостаточной GTP-связывающей и сшивающей активностью с белками (например, tTG R580L) Двойной мутант C277A) все еще индуцировал гибель клеток. Они завершили свое исследование, показав, что гибель клеток не зависит от каспаз и, как таковая, предположительно не является апоптозом.

РИСУНОК 2

Рис. 2 Нуклеотид-связывающий карман tTG. (A) Ключевые остатки в сайте связывания нуклеотидов tTG (код PDB 1KV3). Водород Arg 580 связывается с несколькими частями связанного нуклеотида GDP, в то время как Phe 174 осуществляет π-стэкинг-взаимодействие с гуаниновой кольцевой системой. Ser 171 не взаимодействует напрямую со связанным GDP, но образует водородные связи с Phe 174, что может быть важно для стабилизации его взаимодействия π-стэкинга с нуклеотидом.(B) Выравнивание нуклеотид-связывающих остатков из сшивающего домена tTG у разных видов и между разными членами семейства TG. T162, Q163, Q164, F166, Q169 и K173 все высоко консервативны среди вариантов tTG, но плохо консервативны среди членов семейства TG. Панель рисунков адаптирована из [71] .

Во втором исследовании не изучали цитотоксичность, связанную с tTG, но вместо этого определяли конформацию, которую приняли различные мутанты tTG.Ключевым открытием было то, что мутация Arg 579 в tTG крысы (гомологична Arg 580 в tTG человека) в аланин заставляла фермент принимать открытое состояние [40,72] . Таким образом, вероятно, что мутанты, использованные Даттой, также были в открытом состоянии. Объединение результатов этих двух отчетов позволило предположить, что конформация tTG в открытом состоянии может быть достаточной, чтобы вызвать цитотоксичность.

Gozde Colak et al. проверила эту теорию в 2011 году, когда они изучали способность различных мутантных форм tTG вмешиваться в гибель клеток, вызванную кислородно-глюкозной недостаточностью, в иммортализованных клетках полосатого тела мышей [39] .Авторы создали клетки, которые стабильно экспрессировали tTG дикого типа, tTG C277S (с дефицитом перекрестного связывания) или tTG R580A (с дефицитом GTP-связывания). Хотя эктопическая экспрессия tTG R580A в клетках полосатого тела была недостаточной для индукции гибели клеток, как это было в клетках HeLa или NIH 3T3 [70] , было показано, что эти клетки были гораздо более восприимчивы к гибели клеток, опосредованной глюкозо-кислородной депривацией. по сравнению с клетками, экспрессирующими tTG дикого типа или мутант tTG C277S. Затем авторы обработали каждую из созданных ими клеточных линий двумя ингибиторами трансамидирования: Cp4d, обратимой небольшой молекулой, которая мало влияет на конформацию tTG [73] , и NC9, более объемным, необратимым пептидомиметическим соединением, которое, как они предполагали, могло бы стабилизировать tTG в открытом состоянии.Обработка Cp4d мало влияла на чувствительность выбранных клеток к гибели клеток, вызванной глюкозо-кислородной депривацией. Однако NC9 заставлял клетки, экспрессирующие tTG дикого типа и tTG C277S, претерпевать большую степень гибели клеток в тех же условиях, обеспечивая дополнительную поддержку идеи о том, что конформация tTG ответственна за усиление гибели клеток.

Однако, несмотря на важность tTG при различных заболеваниях и загадку, создаваемую белком, способствующим выживанию, индуцирующим гибель клеток, когда он находится в открытом состоянии, существует мало механистического понимания того, как tTG в открытом состоянии способствует цитотоксичности.Возможно, форма tTG в открытом состоянии либо взаимодействует с ключевым партнером по связыванию, чтобы вызвать гибель клеток, либо больше не может связываться с партнером по связыванию в закрытом состоянии, что предотвращает гибель клеток. Действительно, ряд данных из литературы может дать ключ к разгадке того, как tTG в открытом состоянии вызывает цитотоксичность. Поэтому мы начнем с изучения ключевых анализов, используемых для оценки конформации tTG, и нескольких важных мутантов tTG, которые использовались для исследования биологических свойств открытого и закрытого состояний.Затем мы обсудим некоторые потенциальные партнеры связывания tTG, в том числе несколько, которые связываются преимущественно с одним или другим конформационным состоянием, а также исследуем некоторые роли, обычно приписываемые tTG в закрытом состоянии, но которые на самом деле могут быть связаны с tTG в открытом состоянии. Наконец, мы обсудим несколько небольших молекул, которые были описаны в литературе и показали, что они стабилизируют конформацию открытого состояния tTG.

4 ИДЕНТИФИКАЦИЯ МУТАНТОВ TTG, ПРИНИМАЮЩИХ В ОТКРЫТОМ ИЛИ ЗАКРЫТОМ СОСТОЯНИИ

Многие исследования, изучающие конформацию открытого состояния tTG, были сосредоточены на мутантах tTG с дефицитом связывания гуаниновых нуклеотидов Arg 580.Однако было обнаружено несколько других мутантов tTG, которые стабилизируют открытое состояние, тогда как было обнаружено, что другие мутанты tTG способствуют конформации закрытого состояния. В 2006 году Бегг и его коллеги продемонстрировали ряд методов специально для изучения конформации tTG [40,72] . Одним из наиболее важных из них является отслеживание его способности связывать гуанин-нуклеотид. Сайт связывания нуклеотидов tTG полностью доступен только в закрытой конформации. Бегг с соавторами отслеживали связывание нуклеотидов с помощью двух механизмов.Первый включал инкубацию tTG с радиоактивным [α- 32 P] GTP с последующим SDS-PAGE и авторадиографией.

Второй механизм включал изотермическую калориметрию титрования (ITC), в которой небольшие аликвоты GTP-γS добавляли к tTG, и на каждом этапе измеряли выделяющееся при связывании тепло для определения константы связывания для лиганда и молярной стехиометрии для GTP-γS-tTG взаимодействие. С тех пор другие лаборатории изменили этот метод, чтобы контролировать флуоресценцию bodipy-GTP-γS [67,70] .Флуорофор bodyipy чувствителен к окружающей среде и имеет гораздо более высокую эмиссию в гидрофобных средах (таких как карман связывания нуклеотидов tTG) по сравнению с водой. Кроме того, при использовании флуорофора анализ становится более пригодным для высокопроизводительного скрининга, чем те, которые включают радиоизотопы или ITC [70] .

Второй важный подход включал мониторинг протеолитической деградации tTG. В 1987 году Ачютан и Гринберг впервые продемонстрировали, что GTP способен ингибировать активность поперечного сшивания tTG.Более того, они показали, что GTP защищает tTG от протеолитической деградации трипсином, и что добавление CaCl 2 обращает этот эффект [36] . Эти данные теперь можно объяснить следующим образом: CaCl 2 усиливает образование открытого состояния tTG и, таким образом, обнажает многочисленные пептидные связи, чувствительные к трипсину. Связывание гуаниновых нуклеотидов с tTG имеет противоположный эффект, заставляя tTG принимать закрытое состояние, что делает его протеолитические сайты менее доступными.Затем Бегг и его коллеги показали, что мутант tTG R579A был гораздо более восприимчив к протеолизу трипсином или кальпаином [40] . Бегг и его коллеги продолжили использовать третий метод анализа, отслеживая электрофоретические сдвиги tTG, учитывая, что tTG мигрирует дальше через нативный PAGE, когда он связан с нуклеотидом, чем когда он находится в свободном от нуклеотида состоянии, что соответствует более компактному белку (замкнутый белок). состояние) мигрирует быстрее, чем менее компактный белок (открытое состояние).

Анализы связывания GTP и протеолитической деградации играют важную роль в анализе мутантов tTG в положениях, отличных от Arg 579/580, в последние годы.В 2006 году Бегг и его коллеги исследовали несколько различных мутантов, сосредоточив внимание на остатках в сайте связывания нуклеотидов, идентифицированных Liu et al. [32,40] . Они изучили остатки, которые, как предполагается, связывают нуклеотид, и близлежащие остатки, которые, как ожидается, не будут напрямую связываться с лигандом. Как показано в таблице 1, в дополнение к мутанту Arg 579 они обнаружили, что мутант F174A испытывает недостаток в связывании нуклеотидов и переваривается трипсином в присутствии GTP-γS. Phe 174 оказался вовлеченным в пи-стэкинг-взаимодействие (рис.2А), и это было подтверждено исследованием tTG F174W, который сопротивлялся протеолизу и был способен связывать нуклеотид. Было обнаружено, что мутант R478A частично снижает связывание нуклеотидов, в то время как tTG R476A и tTG S171A связывают нуклеотид, а также белок дикого типа. Как показано на фиг. 2A, Arg 580 в tTG дикого типа образует несколько водородных связей с GDP, в то время как Arg 478 связывается только с концевым фосфатом. Arg 476 хуже связывается с концевым фосфатом GDP, а Ser 171 не образует водородных связей с молекулой GDP.Таким образом, эти результаты согласуются с кристаллографическими данными.

ТАБЛИЦА 1

Таблица 1. Конформация, принятая несколькими мутантами tTG. Считается, что указанные мутанты tTG (упорядоченные по количеству остатков) стабильно принимают конформацию открытого или закрытого состояния или имеют неизменную конформационную стабильность по сравнению с tTG дикого типа, как указано. Обратите внимание, что конформация каждого мутанта в первую очередь выводится из измерений GTP-связывающей способности, активности сшивания и протеолитической стабильности (не табулирована) и, за редким исключением, не была однозначно определена посредством прямого структурного исследования.

Датта и его коллеги изучили несколько похожих мутантов, когда они продемонстрировали цитотоксичность tTG R580K [70] . В частности, они обнаружили, что tTG R478L почти полностью потерял способность связывать нуклеотид (bodipy-GTP-γS), предполагая, что стерическая масса лейцина ответственна за нарушение связывания. Они также обнаружили, что tTG R478L был цитотоксичным при эктопической экспрессии в клетках NIH 3T3 или HeLa, подобно tTG R580L и tTG R580K.

Более раннее исследование Iismaa et al. демонстрирует, что важно учитывать множественные одноточечные мутации при анализе важности конкретного остатка для связывания нуклеотида tTG и / или конформации [71] . Авторы попытались идентифицировать остатки, участвующие в связывании нуклеотидов, на основе видовой гомологии (рис. 2B). Они исследовали Ser 171 и сделали две разные мутации: S171E и S171C. Интересно, что хотя S171C не действует, замена S171E полностью предотвращает связывание нуклеотида [40] .Несмотря на сохранение Gln в трех различных положениях в исследуемой области (рис. 2B), ни tTG Q169L, tTG Q164L, tTG Q163L, ни tTG Q163D не показали потери способности связывания нуклеотидов при анализе с [α- 32 P] GTP, и эти мутанты демонстрировали только умеренную потерю связывающей способности при анализе с [ 35 S] GTP-γS, что позволяет предположить, что остатки только минимально участвовали в связывании GTP. Кристаллическая структура Лю позже подтвердит, что эти остатки не участвуют в связывании нуклеотидов (рис.2А) [32] .

Другие исследования были сосредоточены на остатках вне сайта связывания нуклеотидов tTG, чтобы дополнительно продемонстрировать сложные механизмы, которые контролируют конформацию tTG. Zhang et al. исследовал двойной мутант tTG D306N / N310A [67] . Эти остатки лежат в «сайте II», одном из трех сайтов связывания кальция, которые, как считается, существуют на tTG. В 2002 и 2003 годах Ахвази и его коллеги сообщили о серии кристаллических структур высокогомологичного TG3, которые выявили участки связывания для трех ионов кальция (рис.3А) [75,76] . Datta et al. , в свою очередь, показал, что мутации гомологичных остатков на tTG в двух из этих сайтов связывания приводят к значительному снижению стимулируемой кальцием сшивающей активности, при этом двойной мутант D306N / N310A полностью отменяет каталитическую активность [8] . Чжан показал, что очищенный tTG D306N / N310A принял конформацию, аналогичную конформации tTG дикого типа, на основе их взаимной способности связывать bodyipy-GTP-γS и противостоять протеолизу трипсином.Еще один мутант был изучен Zhang, tTG C277V. В то время как исследование 2011 года показало, что tTG C277S в значительной степени идентичен tTG дикого типа с точки зрения индукции гибели клеток [39] , Zhang показал, что tTG C277V восприимчив к перевариванию трипсином и значительно нарушает связывание нуклеотидов (хотя и не в той же степени, что и tTG R580K). Бегг также показал, что tTG C277A не может связывать гуаниновые нуклеотиды, и утверждал, что то же самое верно и для tTG C277S [40] . Это вызывает вопросы относительно того, оказывают ли мутации C277V, C277A и C277S разные эффекты на конформацию tTG, достаточно ли частичного снижения способности связывания нуклеотидов для стабилизации открытого состояния tTG в клетках и все ли tTG в открытом состоянии мутанты цитотоксичны.Надеемся, что эти вопросы будут рассмотрены в будущих исследованиях.

РИСУНОК 3

Рис. 3 Важные связи, которые стабилизируют конформации tTG. (A) Один из трех сайтов связывания кальция, идентифицированных для TG3. В TG3 (голубой, код PDB 1NUD) кальций связывается с помощью Asp 301 и Asn 305. После связывания этих остатков он тянет Ser 323, чтобы сдвинуть соседнюю петлю и обеспечить доступ к сайту связывания субстрата. Синим цветом наложен tTG (код PDB 1KV3).tTG имеет остатки Asp и Asn, очень близкие к остаткам в TG3. (B) Ключевые водородные связи, которые стабилизируют закрытое состояние tTG. Водород Tyr 516 связывается с Cys 277 (слева), в то время как на другой стороне белка Asp 434 и Asn 681 образуют одну водородную связь, а Trp 254 и Lys 677 образуют другую. Из этих последних четырех связей только Trp 254 образует связь через атомы основной цепи.

Begg et al. также изучал точечный мутант tTG, не связанный напрямую со связыванием нуклеотидов [40] .Авторы определили, что Tyr 516 образует водородную связь с Cys 277 в tTG в закрытом состоянии (рис. 3B), и постулировали, что он частично ответственен за блокирование доступа сшивающих субстратов к Cys 277. В согласии с другими авторы обнаружили что мутанты Cys 277 были менее способны связывать гуаниновый нуклеотид, что в данном случае контролировалось с помощью электрофоретического сдвига на гелях с природным ПААГ. Аналогичные результаты были получены для мутантов tTG Y516C и tTG Y516F. В сочетании с результатами Zhang, которые показали, что tTG C277V имеет пониженную способность связывания нуклеотидов [67] , это предполагает, что вмешательство в водородную связь Cys 277 / Tyr 516 может привести к конформации tTG, которая является промежуточной между открытыми и открытыми связями. и закрытые состояния.

В 2016 году Singh et al. описал исследования малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (SAXS) на tTG и его мутанте R580K [74] . В этих исследованиях они смогли четко продемонстрировать, что tTG дикого типа в растворе принимает конформацию закрытого состояния, аналогичную кристаллизованной форме, идентифицированной Liu [32] , в то время как мутант tTG R580K в растворе принимает конформацию открытого состояния. конформация, аналогичная описанной Пинкасом [35] . Это не только дополнительно подтвердило, что мутанты tTG Arg 580 принимают конформацию открытого состояния, как предполагают биохимические анализы [40,72] , но также продемонстрировало, что заметные конформационные изменения, происходящие в tTG, были не просто следствием артефактов кристаллизации.Singh et al. также разработал новые мутанты tTG, которые стабильно приняли открытое состояние. Вместо того, чтобы нацеливаться на GTP-связывающие остатки, как в предыдущих исследованиях, они нацелены на ключевые водородные связи между каталитическим коровым доменом и C-концевым β-стволом (Fig. 3B). Были нацелены две пары водородных связей: одна между Asp 434 и Asn 681, а вторая между Trp 254 и Lys 677. Таким образом, были получены четыре одноточечных мутанта: tTG D434A, tTG N681A, tTG K677A и tTG W254A. Хотя все они могут временно экспрессироваться в клетках NIH 3T3, только tTG W254A и tTG N681A могут быть получены в виде рекомбинантных белков.Эти последние два мутанта были неспособны связывать bodipy-GTP-γS, что убедительно свидетельствует о том, что они принимают открытое состояние. Это подтверждается их высокой чувствительностью к разложению трипсином. Хотя полезные данные SAXS не могут быть получены для tTG N681A, профиль SAXS для tTG W254A предполагает наличие димера молекул tTG в конформации открытого состояния. Каждый из четырех одноточечных мутантов tTG был цитотоксичным при экспрессии в клетках NIH 3T3.

В то время как работа Бегга помогла установить основные анализы, наиболее часто используемые для оценки конформации tTG [40,72] , и Сингх продемонстрировал, что эти анализы действительно отражали состояние раствора tTG [74] , ни одно исследование напрямую не касалось конформация тТГ в клетках.Кэрон и его коллеги помогли решить эту проблему в 2012 году, когда они сообщили о биосенсоре на основе tTG, помеченном на N-конце mCerulean (mCer) и на C-конце желтым флуоресцентным белком (YFP). Этот mCer-tTG-YFP контролировался FRET, и авторы смогли наблюдать снижение сигнала (, т. Е. , после перехода tTG в открытое состояние), когда белок подвергался воздействию Ca 2+ , обрабатывая клетки с лекарствами, такими как NC9, которые стабилизируют конформацию открытого состояния tTG, или путем тестирования мутанта mCer-tTG R580A-YFP [73] .Взятые вместе, эти исследования убедительно показывают, что tTG принимает две заметно разные конформации, в зависимости от присутствия кальциевого или гуанинового нуклеотида, и что эти конформации имеют очень разные клеточные эффекты.

Эти исследования далее заложили основу для изучения конформации tTG, описав методы, с помощью которых можно отслеживать конформацию tTG, выделив ряд сайтов, которые могут быть мутированы, чтобы способствовать открытому состоянию tTG, и продемонстрировав несколько различных tTG. мутанты, что открытое состояние фермента цитотоксично при постоянном поддержании.Ни одно из этих исследований не дало ответа на вопрос, как возникает цитотоксичность при экспрессии tTG в открытом состоянии. Тем не менее, некоторые важные подсказки доступны в литературе, как описано ниже.

5 ОБЯЗАТЕЛЬНЫХ ПАРТНЕРОВ TTG ЗАВИСИТ ОТ ЕГО СООТВЕТСТВИЯ

Обнаружив, что tTG в открытом состоянии вызывает гибель клеток, первоначальное предположение заключалось в том, что эти эффекты были вызваны нерегулируемым перекрестным связыванием, и действительно, это была одна из самых ранних проверенных гипотез.Cys 277 является важным остатком для сшивающей активности, катализируемой tTG, и мутация этого остатка приводит к образованию дефектного для сшивания белка [2] . Однако было обнаружено, что мутанты Cys 277 практически не влияют на выживаемость клеток, в то время как мутанты Arg 580 снижают выживаемость клеток. [39,70] . Более того, Datta et al. показал, что двухточечные мутанты tTG R580L / C277A и R580K / C277A способны индуцировать клеточную гибель NIH 3T3 или HeLa так же эффективно, как одноточечный мутант Arg 580 [70] .Colak et al. продемонстрировал, что локализация tTG R580A в ядре путем присоединения последовательности ядерной локализации устраняет его цитотоксический потенциал, по крайней мере, по высвобождению ЛДГ в клетках, лишенных глюкозы и кислорода, и показал, что NC9, необратимый пептидомиметический ингибитор tTG, вызывали как tTG дикого типа, так и tTG C277S, чтобы увеличивать высвобождение LDH, как в случае с мутантом tTG R580A. В совокупности эти данные убедительно свидетельствуют о том, что сшивающая активность не является необходимой для цитотоксических эффектов tTG в открытом состоянии, и что токсические эффекты должны возникать через другой механизм.

Учитывая приведенные выше результаты, другая возможность объяснения цитотоксичности tTG в открытом состоянии заключается в том, что он связывается с белком в цитозоле, который помогает инициировать путь гибели клеток. Однако в базе данных transdab перечислены десятки потенциальных субстратов и партнеров по взаимодействию для tTG [43] . Кроме того, в литературе нет прямых доказательств связывания tTG в открытом состоянии со специфическим эффектором, который затем способствует гибели клеток. Другая возможность, однако, состоит в том, что tTG в закрытом состоянии связывается с белком таким образом, что способствует выживанию клеток, а tTG в открытом состоянии каким-то образом неспособен подвергаться этому взаимодействию.

В 2013 г. Zhang et al. продемонстрировал, что c-Cbl, убиквитинлигаза E3, избирательно связывается с tTG в закрытом состоянии. Анализы иммунопреципитации показали, что c-Cbl может связываться с tTG дикого типа или с мутантом «сайта II» D306N / N310A, но не с tTG R580K или tTG C277V [67] . Как обсуждалось ранее, последние два мутанта принимают преимущественно конформации открытого состояния, тогда как первый мутант принимает преимущественно конформации закрытого состояния (Таблица 1). Кроме того, было продемонстрировано, что два ингибитора tTG, необратимый пептидомиметик Z-Don и альтернативный субстрат MDC, снижали экспрессию EGFR и увеличивали убиквитинирование EGFR при применении к клеткам рака мозга U87 MG или LN229, и что нокдаун tTG имел аналогичные эффекты.Наконец, было показано, что MDC может напрямую блокировать взаимодействие tTG и c-Cbl, что контролируется иммунопреципитацией, а MDC стабилизирует открытое состояние дозозависимым образом. Эти результаты показали, что закрытое состояние tTG было специфически ответственным за повышение выживаемости клеток за счет секвестрации c-Cbl и предотвращения деградации EGFR.

В то время как tTG в открытом состоянии неспособен связывать c-Cbl и, таким образом, способствовать росту и выживанию клеток, это отсутствие связывания само по себе не будет способствовать гибели клеток.Однако существует вероятность того, что tTG в открытом состоянии может димеризоваться с другими молекулами tTG и заставлять их также принимать открытое состояние. Такой механизм подтверждается недавним исследованием Kim et al. , в котором авторы продемонстрировали, что tTG образует стабильный димер в открытом состоянии при температурах выше тех, которые используются для исследований кристаллизации (например, 30 ° C) [77] . Авторы начали с демонстрации того, что рекомбинантно экспрессируемый tTG формирует димеры и полимерные структуры более высокого порядка в зависимости от температуры, как считывается с помощью нативного PAGE.Затем они представили профиль SAXS, соответствующий tTG в открытом состоянии как для мономерной, так и для димерной форм белка, а затем использовали масс-спектрометрический анализ мономерного или димерного tTG, расщепленного трипсином, для идентификации остатков Ile 593 – Lys 600 в качестве домена димеризации. ТТГ.

Хотя это исследование предполагает, что tTG в открытом состоянии может эффективно изолировать tTG дикого типа в клетках и, таким образом, предотвращать доступ эндогенного tTG к партнерам по связыванию, таким как c-Cbl, существует ряд оговорок, которые необходимо учитывать.Эти эксперименты проводились в присутствии всего лишь 5 мкМ GTP [77] , хотя в клетках концентрация GTP [37] почти в 100 раз превышала концентрацию GTP [37] , и поэтому у tTG была большая возможность принять открытое состояние. чем можно было ожидать в камерах. Кроме того, эти результаты находятся в противоречии с экспериментами, показывающими, что mCer-tTG-YFP демонстрирует сильный сигнал FRET в клетках, в то время как mCer-tTG R580A-YFP — нет, что убедительно свидетельствует о том, что первая белковая конструкция приняла закрытое состояние [73] .Конечно, возможно, что аддукты mCer и YFP изменили нормальное конформационное равновесие tTG, однако другая возможность состоит в том, что различия в считывании связаны с фундаментальными различиями между рекомбинантно экспрессируемыми tTG и tTG в клеточной среде. Кроме того, остатки, идентифицированные как связывающий домен для димеризации tTG (593-600), экспонируются на поверхности как в открытом, так и в закрытом состоянии tTG [32,35] . Таким образом, можно было бы ожидать, что димеризация может происходить либо в конформации, либо даже что гетеродимеризация tTG в открытом и закрытом состояниях может происходить вдоль этой поверхности.Таким образом, хотя уменьшение связывания между tTG в закрытом состоянии и его партнерами может быть важным фактором в способности tTG в открытом состоянии вызывать цитотоксичность, оно вряд ли будет единственным определяющим фактором во всех ситуациях. Кроме того, насколько нам известно, еще не проводилось экспериментов, чтобы определить, способен ли tTG в постоянно открытом состоянии секвестировать tTG дикого типа в клетках и, таким образом, предотвращать его взаимодействие с эффекторами, такими как c-Cbl.

6 TTG КАК G-БЕЛК Gα

H

Работа Zhang et al. предоставил один пример того, как конкретная конформация tTG (закрытое состояние) была необходима для связывания с конкретной мишенью (c-Cbl). Однако другие примеры могут быть связаны с сообщениями о том, что tTG функционирует как G-белок [78] . Как обсуждалось выше, в закрытом состоянии tTG связывается с GDP или GTP и способен гидролизовать GTP до GDP, подобно классическим G-белкам. Действительно, tTG в закрытом состоянии первоначально был обозначен как Gα h . В своем исследовании, демонстрирующем, что tTG и Gα h являются одним и тем же белком, Накаока и его коллеги также показали, что tTG связывается с α1B-адренергическим рецептором, рецептором, связанным с G-белком (GPCR), и участвует в опосредованных рецептором сигнальных событиях. [78] .Авторы наблюдали усиление передачи сигналов рецептора, когда и рецептор, и tTG были трансфицированы в клетки COS-1, и что рецептор мог коиммунопреципитировать с tTG из клеточных лизатов. Накаока также продемонстрировал, что добавление GTP-γS к лизатам вызывает гораздо меньшее связывание α1B-адренорецептора с tTG. Baek et al. сообщил об аналогичных результатах, когда они продемонстрировали взаимосвязь связывания между tTG (Gα h ) и другим GPCR, рецептором окситоцина [79] .tTG был способен связываться с рецептором, как было измерено экспериментами по иммунопреципитации, но значительно меньшее связывание было измерено в присутствии GTP-γS.

Исследования, такие как исследования Nakaoka и Baek, согласуются с тем, что tTG действует как классический G-белок, где форма, связанная с GDP, будет связываться с рецептором / фактором обмена, а связанная с GTP форма будет диссоциировать, чтобы задействовать нижестоящий эффектор. белки. Однако, в отличие от G-белков, не наблюдалось структурных различий между GDP- и GTP-связанным tTG, чтобы объяснить, почему он диссоциирует от рецептора при обмене нуклеотидов (рис.4A) [32,80] . Точно так же было показано, что tTG связывает АТФ, хотя это снова не вызывает заметных структурных изменений в белке (рис. 4B) [81] . Учитывая, что tTG не имеет петель, аналогичных переключаемым областям в классических G-белках, неясно, как связывание различных нуклеотидов может изменять аффинность связывания между tTG и различными эффекторами.

РИСУНОК 4

Рис. 4 Структура tTG не изменяется при связывании GDP или GTP.(A) Наложенные кристаллические структуры tTG, связанного с GDP (код PDB 1KV3, синий, желтый и зеленый) и tTG, связанного с GTP (код PDB 4PYG, окрашены в зависимости от температурного фактора, более красные оттенки предполагают большую неопределенность в положении остатка). Серые сферы показывают положение связанной пептидной последовательности в открытом состоянии, наложенной на tTG в открытом состоянии (код PDB 2Q3Z). Когда привязан GTP, а не GDP, структура tTG практически не меняется. Единственная заметно измененная петля (черная стрелка) также имеет очень высокие температурные факторы в GTP-связанной структуре.(B) Наложенные кристаллические структуры GDP-связанного tTG [то же, что и в (A)] и АТФ-связанного tTG (код PDB 3LY6, окрашенный в зависимости от температурного фактора). Присутствуют те же тенденции, что и в (A), за исключением того, что минимально измененная петля (черная стрелка) имеет более низкую температуру в структуре, связанной с АТФ, и идеально накладывается на структуру, связанную с GDP.

Интересно, что в 2001 году Парк и соавторы продемонстрировали, что tTG, выделенный из цитозольных или мембранных фракций клеток сердца мыши, имел явно разные свойства, причем цитозольный tTG имел лучшую сшивающую активность, чем мембранный tTG, в то время как связанный с мембраной tTG проявлял более высокую активность GTP-азы, чем цитозольный tTG [82] .Эти находки предполагают, что некоторые функции tTG могут зависеть от компартментов или что tTG претерпевает некоторый тип посттрансляционной модификации. До сих пор неизвестно, проявляются ли цитотоксические эффекты tTG исключительно в цитозоле, на клеточных мембранах или в обоих случаях. Однако ряд исследований Hwang и соавторов предполагает более простую возможность, а именно, что tTG может не находиться в закрытом состоянии при участии в путях передачи сигналов GPCR.

В частности, Hwang et al. обнаружил, что фосфолипаза C (PLC) коиммунопреципитируется с tTG дикого типа и что пептид, соответствующий остаткам 661–672 tTG, может предотвратить это взаимодействие, в то время как пептиды, содержащие остатки от 618 до 661, не могут предотвратить связывание [83] . Как показано на фиг. 5A, ингибирующий пептид соответствует области tTG, недоступной для растворителя в закрытом состоянии, в то время как неэффективные пептиды будут доступны, когда tTG связан с нуклеотидом. Более недавнее исследование Feng et al. показал, что этот пептид, прикрепленный к смоле, может успешно осаждать PLC [84] . Учитывая эти результаты и ранее описанные исследования, кажется возможным, что рецепторы, которые связывают tTG (, т.е. , Gα h ), эффективно выполняют только первую стадию нормальной реакции обмена нуклеотидов, , т.е. , катализируя потерю GDP. от tTG. Однако вместо связывания GTP с белком он остается в состоянии истощения нуклеотидов и принимает открытое состояние, обеспечивая доступ к партнерам по связыванию.Предлагаемый процесс показан на фиг. 5В.

РИСУНОК 5

Рис. 5 tTG в некотором роде ведет себя как классический G-белок. (A) Пептид, соответствующий оранжевой последовательности на С-конце tTG, способен блокировать связывание между tTG и PLC, которое он связывает после активации α1-адренорецептором. Области соответствия пептидов, показанные зеленым, не блокируют взаимодействие. Последовательность оранжевого цвета недоступна для растворителя и, предположительно, для партнеров по связыванию, в то время как tTG находится в закрытом состоянии.(B) Предлагаемый механизм, с помощью которого сигналы tTG. Для классического G-белка, такого как Gαq, белок обычно существует в связанном состоянии GDP (красный пятиугольник). Рецепторы связываются и стимулируют диссоциацию GDP. Затем белок быстро связывает GTP (зеленый шестиугольник), который в клетках превышает GDP. Это вызывает структурные изменения (которые не наблюдаются в кристаллических структурах tTG) и позволяет связывать и активировать нижестоящие сигнальные партнеры («Sig. Par.», Показаны фиолетовым цветом). Мы предлагаем возможный альтернативный механизм, при котором все связанные с нуклеотидом формы tTG структурно подобны и обладают практически идентичной сигнальной способностью.Рецепторы, которые связываются с открытым состоянием tTG, вызывают диссоциацию как GDP, так и GTP и открывают внутреннюю поверхность С-конца белка для растворителя, который затем специфически связывает нижестоящих партнеров по передаче сигналов.

7 НЕЗАВИСИМЫХ ОТ СООТВЕТСТВИЯ РЕЖИМОВ ПРИВЯЗКИ TTG

Другие аспекты функции tTG могут быть независимыми от его конформации и, таким образом, предположительно не являются источником цитотоксичности tTG в открытом состоянии. Например, в 2011 году Boroughs с соавторами сообщили, что tTG локализуется на передних краях клеток карциномы шейки матки HSP70-зависимым образом, способствуя миграции клеток.Эта функция, однако, имеет место с tTG дикого типа, tTG C277V и tTG R580K [85] и предположительно не зависит от конформации tTG. Аналогичным образом в 1995 г. Jeong et al. продемонстрировал, что tTG связывается с фибронектином через его N-концевой 28-кДа фрагмент, выделенный после протеолиза эндопротеиназой Glu-C (рис. 6) [86] . Позднее Акимов с соавторами расширили этот результат, показав, что рекомбинантно экспрессируемый фрагмент tTG, остатки 1–167, достаточен для связывания фибронектина [60] .Эти остатки доступны независимо от конформации tTG, поэтому ожидается, что фибронектин будет связывать tTG в открытом или закрытом состоянии.

РИСУНОК 6

Рис. 6 Области tTG, связанные с партнерами по связыванию. Фибронектин связывается с tTG через свою N-концевую область (окрашенную в красный цвет), в то время как область синего цвета является доменом Bh4 и связывает такие белки, как Bax. Оранжевым цветом обозначена область, также показанная на фиг. 5, из которой можно получить пептидомиметик, связывающий PLC.

В некоторых других случаях связывающее взаимодействие происходит с tTG в любом конформационном состоянии, но имеет разные эффекты в зависимости от его каталитической активности. Один из таких случаев связан с доменом Bh4. В 2004 году Rodolfo и др. Продемонстрировали, что tTG имеет функциональный домен Bh4 вдоль внешней поверхности сшивающего каталитического домена (Fig. 6) [87] . Авторы продемонстрировали, что tTG способен взаимодействовать с проапоптотическим белком Bax с помощью экспериментов по коиммунопреципитации.Они также показали, что экспрессия tTG сенсибилизированных клеток SK-n-BE к стауроспорину индуцировала гибель клеток, но что клетки, экспрессирующие tTG без домена Bh4 или с мутированным доменом Bh4, не были сенсибилизированы. Кроме того, клетки, экспрессирующие tTG C277S, не были сенсибилизированы, что показывает, что сшивающая активность tTG была необходима для усиления ответа клеточной гибели, и было показано, что Bax является сшивающим субстратом для tTG.

Действительно, давно было замечено, что tTG играет роль как в обеспечении выживания клеток, так и в стимулировании их жизнедеятельности. апоптоз [2,25,88] .Поскольку клетки наполняются кальцием из эндоплазматического ретикулума и митохондрий как часть апоптоза [89,90] , и поскольку уровни кальция относительно низкие в здоровых клетках [39,40] , разумно ожидать, что tTG будет преимущественно в закрытом состоянии в здоровых клетках (, т. е. , когда он способствует выживанию клеток) и в открытом состоянии, когда он способствует гибели клеток. В случае Bax, вероятно, что после связывания с Bax через его домен Bh4 tTG в закрытом состоянии секвестрирует его, подобно c-Cbl [67] , в то время как tTG в открытом состоянии сшивает Bax в большие агрегаты, которые образуют поры. во внешней митохондриальной мембране.Yoo и соавторы также продемонстрировали, что tTG необходим для локализации Bax на митохондриальной мембране [91] . Однако противоречивый отчет Cho et al. показал, что tTG фактически подавляет Bax в клетках HEK293 после обработки A23187, ионофором, который наводняет клетки кальцием, вызывая гибель клеток [92] . Сходным образом было показано, что tTG способствует выживанию клеток путем перекрестного связывания p110 Rb, что он может делать только в открытом состоянии [65,66] .Таким образом, должен существовать по крайней мере один регулирующий фактор, который переводит tTG в открытом состоянии с белка, способствующего выживанию, на белок, способствующий смерти. В настоящее время неясно, обходит ли tTG с открытым состоянием такой фактор.

8 РОЛЬ TTG КОРОТКАЯ?

Ряд групп, в первую очередь интересующихся заболеваниями центральной нервной системы, идентифицировали вариант сплайсинга tTG, который теперь известен как tTG-short, или tTG-S, и может дать некоторые подсказки относительно того, почему tTG в открытом состоянии является цитотоксичным.В 1992 году Fraij и соавторы выделили кДНК короткого изофермента tTG из клеток эритролейкемии человека [93] . Этот более короткий вариант был идентичен tTG, за исключением того, что в нем отсутствовали 139 С-концевых остатков. Monsonego et al. продемонстрировал существование аналогичного более короткого варианта сплайсинга крысиного tTG, выделенного из астроцитов, и хотя в этом варианте отсутствовали только 34 С-концевых остатка по сравнению с более длинной канонической последовательностью, было высказано предположение, что удаление этих остатков могло быть обычным вариантом сплайсинга. форма для tTG у млекопитающих [94] .Это исследование также показало, что GTP слабее связывается с более короткими вариантами tTG-S по сравнению с более длинными tTG. Эта неспособность связывать нуклеотид убедительно свидетельствует о том, что tTG-S принял конформацию, аналогичную открытому состоянию. Действительно, Singh et al. обнаружил, что SAXS-оболочка tTG-S соответствует димеру двух белков открытого состояния [74] .

Цитрон, Фестофф и соавторы опубликовали серию исследований, в которых они обнаружили, что tTG-S экспрессируется в головном мозге пациентов с болезнью Альцгеймера [95–97] .Последние сообщили, что экспрессия tTG-S быстро индуцировалась после повреждения спинного мозга у крыс, достигая пика в течение 24–72 часов после травмы [97] . Как болезнь Альцгеймера, так и повреждение спинного мозга имеют тенденцию приводить к апоптозу пораженных клеток, и авторы обнаружили, что экспрессия tTG-S происходит до начала апоптоза при повреждении спинного мозга. Авторы отметили, что во время апоптоза часто наблюдается повышенная регуляция tTG, что вызывает повышение внутриклеточных уровней Ca 2+ , тем самым активируя tTG, который, в свою очередь, сшивает белки с образованием апоптотических телец.Кроме того, было высказано предположение, что tTG-S с недостаточным связыванием нуклеотидов экспрессируется, чтобы помочь запустить процесс апоптоза до того, как в клетку затоплено достаточное количество Ca 2+ для активации нормально присутствующего tTG. Было показано, что tTG-S имеет очень низкую способность к естественному сшиванию по сравнению с tTG [98] дикого типа, и поэтому, если эта гипотеза верна, это, скорее всего, связано с прямым взаимодействием связывания, а не с активностью сшивания tTG. .

Тройник и др. в 2009 г. продемонстрировал, что клетки нейробластомы человека экспрессируют как tTG, так и tTG-S, что оказывает противоположное действие на дифференцировку клеток, i.е. , tTG ингибировал дифференцировку, в то время как tTG-S усиливал ее [99] . TTG R580A также способствовал дифференцировке клеток, предполагая, что либо конформационное состояние tTG, либо его сшивающая активность были ответственны за усиление этого клеточного результата. Таким образом, авторы провели эксперименты с цистамином, альтернативным субстратом tTG, который ингибирует его активность сшивания на мишени, и продемонстрировали, что обработка клеток цистамином предотвращает эффекты tTG R580A и tTG-S, предполагая, что они усиливают дифференцировку в первую очередь за счет их способности к сшиванию.Эти данные совпадают с данными Тухольски с соавторами, которые продемонстрировали, что клетки нейробластомы SH-SY5Y, сверхэкспрессирующие tTG, способны дифференцироваться, но дифференцировка предотвращается сверхэкспрессией дефектного по сшивке tTG C277S или ингибированием биосинтеза tTG с помощью shRNA [100] . Однако в 2006 году Антоняк et al. сообщил, что эктопическая экспрессия tTG-S в клетках NIH-3T3 была высоко цитотоксичной, и что эти эффекты сохранялись, когда tTG-S C277A временно трансфицировали в клетки [98] .Продемонстрировав, что сшивающая активность tTG-S не отвечает за его способность убивать клетки, затем было продемонстрировано, что tTG-S образует большие агрегаты в клетках, предполагая, что эта агрегация может быть ответственна за гибель клеток. Более того, более недавний отчет Fraij продемонстрировал, что трансфекция еще более короткого варианта tTG, содержащего остатки 1–464, в клетки рака молочной железы MCF7 или T47D, значительно увеличивала степень апоптоза, когда клетки культивировали в бессывороточной среде [101 ] .Кроме того, Fraij продемонстрировал, что добавление цистамина частично блокировало эффекты усиления апоптоза укороченного tTG. В настоящее время неясно, связаны ли эти различные биологические результаты с небольшими различиями в методах, используемых в этих исследованиях, или отражают уникальные роли, которые tTG может играть в астроцитах, нейронах и других тканях [41] . Однако кажется очевидным, что tTG-S похож на tTG в открытом состоянии и способствует гибели клеток во многих сценариях.

9 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТКРЫТОГО СОСТОЯНИЯ TTG

В некоторых случаях, таких как болезнь Альцгеймера или целиакия, открытое состояние tTG, по-видимому, отвечает за развитие расстройства.При болезни Альцгеймера tTG может сшивать Abeta, что приводит к опасным бляшкам [45,47] , тогда как в случае целиакии tTG трансформирует пептиды глютена в иммунореактивные виды [4,102,103] . Однако нацеливание на открытое состояние tTG может иметь особое терапевтическое значение при раке. tTG сверхэкспрессируется при многих наиболее агрессивных формах рака [2] , а мыши с нокаутом tTG в основном здоровы, их фенотипы по разным оценкам являются нормальными [104] или лишь слегка нарушенными [105] и т. д. Ожидается, что ингибиторы тТГ будут минимально токсичными.Более того, цитотоксичность tTG в открытом состоянии предполагает, что фармакологическая стабилизация открытого состояния tTG в опухолях может быть эффективной против быстрорастущих смертельных видов рака, таких как рак мозга, поджелудочной железы и легких.

До сих пор эта гипотеза не была полностью проверена. Цитотоксическое открытое состояние tTG все еще плохо изучено, и поэтому попытки преднамеренно вызвать это состояние в клетках были минимальными. Однако сообщалось о ряде небольших молекул, которые стабилизируют открытое состояние tTG.Главными из них являются ингибиторы пептидомиметиков. Из-за роли, которую tTG играет в целиакии [4,7,106] и связанной с ней модификации пептида глютена, большие усилия были вложены в разработку пептидомиметических ингибиторов tTG [2,23,28] . Пептидомиметические соединения обычно имеют ряд сильных сторон (прочное связывание, высокая специфичность, простота синтеза), а также слабые стороны (высокая молекулярная масса, низкая проницаемость клеток, метаболическая нестабильность), а соединения, разработанные для tTG, имеют тенденцию проявлять и то, и другое.Тем не менее, у них есть одно преимущество, которое не разделяют пептидомиметические соединения, нацеленные на другие белки: они индуцируют открытое состояние tTG.

Первая кристаллическая структура tTG в открытом состоянии (код PDB 2Q3Z) включала необратимый пептидомиметический ингибитор «Ac-P-DON-LPF-Nh3» (рис. 7) [35] , основанный на последовательности « PQLPY », который многократно обнаруживается в белках глютена. С тех пор появились сообщения о трех кристаллических структурах, в которых tTG связан с пептидомиметическим ингибитором: 3S3J, в котором tTG связан с соединением Z-Don [107] , 3S3P, в котором tTG связан с молекулой ZED754. [108] и 3S3S, в которых tTG связан с аналогичным необратимым пептидным соединением (рис.7). Во всех четырех случаях tTG кристаллизовался в открытом состоянии, но ионы кальция не были обнаружены в кристаллической структуре, что убедительно свидетельствует о том, что любое пептидомиметическое соединение аналогичного размера (в этих случаях ~ 5 остатков) могло бы стабилизировать открытое состояние.

Дополнительное свидетельство того, что необратимые пептидомиметические соединения стабилизируют открытое состояние tTG, можно найти в недавнем отчете Керра и соавторов [109] . Керр исследовал четыре соединения: необратимые пептидомиметики NC9, VA4 и VA5 и обратимую небольшую молекулу CP4d (рис.7). Используя конструкцию mCer-tTG-YFP, описанную выше, авторы смогли продемонстрировать, что все три пептидомиметических соединения стабилизировали клеточный tTG в конформации открытого состояния. Они продемонстрировали аналогичные результаты при использовании гранул GTP-агарозы для снижения уровня tTG в закрытом состоянии, и в этом случае они увидели меньше белка, связанного с гранулами при обработке тремя ингибиторами. Точно так же применение ингибиторов приводило к снижению tTG в закрытом состоянии, как измерено электрофорезом в нативном состоянии.

РИСУНОК 7

Рис. 7 Ингибиторы tTG стабилизируют белок в открытом состоянии. Ac-P-DON-L-P-F-Nh3, Z-Don, Zed754 и пептидомиметик, подобный Zed754 (правая сторона), продемонстрировали стабилизацию открытого состояния tTG с помощью рентгеновской кристаллографии [35,107,108] . Было продемонстрировано, что VA4, VA5, NC9 [109] , MDC [67] и TTGM 5826 [110] стабилизируют открытое состояние tTG с помощью различных биохимических анализов.Примечательно, что для стабилизации открытого состояния tTG требовалось очень большое количество MDC. Сообщалось, что CP4d умеренно стабилизирует закрытое состояние tTG [73] или открытое состояние tTG [109] в зависимости от экспериментальной системы, и его истинное влияние на структуру tTG в настоящее время в лучшем случае неубедительно.

В отличие от трех пептидомиметических ингибиторов, изученных Керром, влияние CP4d на конформацию tTG менее ясно [109] .В более ранних исследованиях Caron et al. показал, что CP4d способен стабилизировать закрытое состояние tTG согласно измерениям FLIM-FRET с использованием конструкции mCer-tTG-YFP [73] . Однако исследование Керра не обнаружило статистической значимости при повторении этих измерений. Измерение конформации рекомбинантно экспрессированного tTG по сдвигам в электрофоретической подвижности геля показало, что CP4d способен стабилизировать открытое состояние tTG, но в меньшей степени, чем пептидомиметики, и авторы считают влияние молекулы на конформацию tTG минимальным [109] .Однако было показано, что другие непептидные молекулы обладают большей способностью стабилизировать открытое состояние tTG. Zhang et al. измерил влияние альтернативного субстрата MDC на конформацию tTG [67] . Основываясь на скорости протеолитической деградации рекомбинантного tTG, они определили, что MDC способен стабилизировать открытое состояние фермента при концентрациях 0,5–1 мМ. Совсем недавно было сообщено о небольшой молекуле TTGM 5826 (рис. 7) [110] . Эта обратимая непептидная молекула была обнаружена путем виртуального скрининга кристаллической структуры tTG в открытом состоянии в попытке найти молекулу, которая стабилизировала бы эту конформацию белка.Было показано, что он стабилизирует открытое состояние tTG как с помощью анализов связывания нуклеотидов, так и протеолитической деградации. Подобно пептидомиметическим ингибиторам, он подавлял рост различных раковых клеток с той же эффективностью, что и при стабилизации открытого состояния tTG (значение IC 50 примерно 20-30 мкМ). Хотя эта небольшая молекула еще не была так тщательно исследована, как пептидомиметические соединения, такие как NC9 или Z-Don, она является доказательством концепции, что обратимые небольшие молекулы могут стабилизировать цитотоксическое открытое состояние tTG, и, надеюсь, будет стимулировать новые разработки. на этой арене.

10 ОТКРЫТЫХ ВОПРОСОВ

Мы попытались выделить несколько областей, заслуживающих дополнительных исследований, изучая на сегодняшний день исследования, относящиеся к открытому состоянию tTG. На самом деле остается ряд обширных вопросов. Два взяты из работы Бегга в 2006 г. [40] , которая включает два интересных, хотя и противоречивых, фрагмента данных. Первый связан с их экспериментами ITC с tTG и GTP-γS. Авторы продемонстрировали, что стехиометрия связывания между нуклеотидом и tTG составляет примерно 1: 3.Это приводит к вопросу о том, образует ли tTG структуру более высокого порядка, когда одна молекула в закрытом состоянии каким-то образом заставляет две другие молекулы tTG принимать закрытое состояние, одновременно блокируя доступ к своим карманам для связывания нуклеотидов. Такой полимер может быть подобен полимеру, наблюдаемому с tTG в открытом состоянии Kim et al. [77,111] , и может иметь важные последствия для взаимодействий связывания tTG в клетках. Второй вопрос касается постоянно открытых мутантов tTG, таких как крысиный tTG R579A (эквивалент R580A у человека).Эксперименты, нацеленные на определение активности трансамидирования в зависимости от концентрации Ca 2+ , показали, что EC 50 для активации кальция по существу инвариантен относительно конформации tTG [40] . В частности, ЕС 50 кальция для tTG дикого типа составлял 507 мкМ, а для tTG R579A — 478 мкМ. Затем возникают вопросы относительно того, обладают ли мутанты tTG в открытом состоянии сшивающей активностью в большинстве раковых клеток, требующей активации кальция, и какие дополнительные функции может играть кальций в активации tTG помимо стабилизации открытого состояния и стимуляции активности трансамидирования.

Другой важный вопрос касается других членов семейства трансглутаминаз. Между различными трансглютаминазами [2] существует значительная гомология. Кроме того, были кристаллизованы другие трансглутаминазы, и было обнаружено, что они имеют вторичную структуру, аналогичную структуре tTG. Рассмотрим, например, фактор XIII-A (рис. 8A, B) [112,113] и TG3 (рис. 8C, D) [75,76] . Каждый белок имеет структуру, очень похожую на структуру тТГ, и активируется кальцием.Однако кристаллические структуры каждого фермента были решены с кальцием и без него, и все эти структуры оказались очень похожими (рис. 8). Есть ли у каких-либо других трансглутаминаз динамические конформационные изменения, проявляемые tTG? Если да, то вызывают ли их конформации в открытом состоянии цитотоксический эффект в клетках?

РИСУНОК 8

Рис. 8 Рентгеновские кристаллические структуры близких гомологов tTG. Рентгеновские кристаллические структуры были определены для (A) неактивного TG3 (код PDB 1NUG), (B) активного TG3 (код PDB 1NUD), (C) неактивного фактора XIIIA (код PDB 1FIE) и (D) активного фактора XIIIA. (Код PDB 1EVU).Каждый белок имеет четыре домена, по существу аналогичные tTG, но ни один из них не имеет радикального конформационного сдвига tTG при связывании кальция с переходом в активированное состояние.

Еще один вопрос касается того, как использовать открытое состояние tTG при раке или защитить от него при нейродегенеративных заболеваниях. При раке очень желательно индуцировать цитотоксическое открытое состояние tTG. За единственным исключением TTGM 5826, единственными ингибиторами, которые до сих пор доказали свою эффективность, являются необратимые пептидомиметики.Пептиды обычно имеют плохую проницаемость для клеток, в то время как необратимые ингибиторы требуют значительного периода времени для выведения из организма пациента, что увеличивает риск токсических эффектов. Это было бы особенно важно в случае tTG, потому что индуцируется цитотоксический эффект. Точно так же, поскольку механизм цитотоксичности в открытом состоянии так плохо изучен, большой пептидный ингибитор может блокировать критические взаимодействия связывания. Таким образом, было бы желательно разработать альтернативные каркасы для стабилизации открытого состояния tTG.Однако при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, открытое состояние tTG оказывает вредное воздействие, которое может вызвать непреднамеренную и нежелательную гибель клеток во всем мозге. Ингибиторы, которые стабилизируют закрытое состояние tTG, возможно, за счет прочного связывания с нуклеотидным карманом, могут иметь огромное значение в этой области.

И, наконец, и это, возможно, наиболее важный вопрос: «Почему тТГ в открытом состоянии цитотоксичен?» Каковы основные связывающие партнеры tTG в открытом состоянии по сравнению с tTG в закрытом состоянии, и как эти разные партнеры приводят к таким заметно разным биологическим результатам? Мы обсудили несколько особенностей tTG в открытом состоянии, которые могут объяснить некоторую его цитотоксичность, но ни одна из них не является однозначной и окончательной причиной его токсических эффектов.Учитывая распространенность тТГ при очень многих заболеваниях и его присутствие во многих тканях, ответы на эти вопросы могут быть чрезвычайно ценными и привести к новым терапевтическим стратегиям.

БЛАГОДАРНОСТИ

Мы хотели бы поблагодарить Синди Вестмиллер за ее ценную помощь в составлении этой рукописи. Эта работа была поддержана грантами NIH R01 CA201402 и R35 GM122575 (для R.A.C.). Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

ВЗНОС АВТОРОВ

Все авторы участвовали в разработке, сборе и анализе данных, написании и редактировании этого обзора.

ССЫЛКИ

1. Саркар Н.К., Кларк Д.Д., Валш Х. Ферментативно катализируемое включение аминов в белки.Biochim Biophys Acta. 1957; 25: 451-452.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

2. Катт В.П., Антоняк М.А., Церионе РА. Алмазный юбилей тканевой трансглутаминазы: протеина многих талантов. Drug Discov сегодня. 2018; 23: 575-591.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

3. Дитерих В., Лааг Э., Шёппер Х., Вольта У., Фергюсон А., Гиллетт Х., Рикен Э.О., Шуппан Д. Аутоантитела к тканевой трансглутаминазе как предикторы глютеновой болезни.Гастроэнтерология. 1998; 115: 1317-1321.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

4. Дитрих В., Энис Т., Бауэр М., Доннер П., Вольта Ю., Рикен Е.О., Шуппан Д. Идентификация тканевой трансглутаминазы как аутоантигена целиакии. Nat Med. 1997; 3: 797-801.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

5. Арентц-Хансен Х., Кёрнер Р., Мольберг О., Кварстен Х., Вейдер В., Куй Ю. М., Лундин К. Э., Конинг Ф., Рёпсторфф П., Соллид Л. М., Макадам С. Н..Т-клеточный ответ кишечника на α-глиадин при целиакии у взрослых сосредоточен на одном деамидированном глутамине, на который нацелена тканевая трансглутаминаза. J Exp Med. 2000; 191: 603-612.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

6. Вейдер Л.В., де Ру А., ван дер Вал Й, Куй Ю.М., Бенкхейсен В., Мерин М.Л., Драйфхаут Дж. У., ван Вилен П., Конинг Ф. Специфика тканевой трансглутаминазы объясняет токсичность злаков при целиакии. J Exp Med. 2002; 195: 643-649.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

7.Сулич А.М., Курппа К., Раухавирта Т., Каукинен К., Линдфорс К. Трансглутаминаза как терапевтическая мишень при целиакии. Эксперт считает, что цели. 2015; 19: 1-14.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

8. Датта С., Антоняк М.А., Церионе РА. Важность Ca 2+ -зависимой активности трансамидирования в защите, обеспечиваемой тканевой трансглутаминазой, против доксорубицин-индуцированного апоптоза. Биохимия. 2006; 45: 13163-13174.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

9.Antonyak MA, Li B, Boroughs LK, Johnson JL, Druso JE, Bryant KL, Holowka DA, Cerione RA. Микровезикулы, происходящие из раковых клеток, вызывают трансформацию путем переноса тканевой трансглутаминазы и фибронектина в клетки-реципиенты. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2011; 108: 4852-4857.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

10. Verma A, Guha S, Diagaradjane P, Kunnumakkara AB, Sanguino AM, Lopez-Berestein G, Sood AK, Aggarwal BB, Krishnan S, Gelovani JG, Mehta K. Терапевтическое значение повышенной экспрессии тканевой трансглутаминазы при раке поджелудочной железы.Clin Cancer Res. 2008; 14: 2476-2483.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

11. Районы Л.К., Антоняк М.А., Церионе РА. Новый механизм, с помощью которого тканевая трансглутаминаза активирует сигнальные события, способствующие выживанию клеток. J Biol Chem. 2014; 289: 10115-10125.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

12. Cao L, Petrusca DN, Satpathy M, Nakshatri H, Petrache I, Matei D. Тканевая трансглутаминаза защищает эпителиальные раковые клетки яичников от цисплатин-индуцированного апоптоза, способствуя передаче сигналов выживания клеток.Канцерогенез. 2008; 29: 1893-1900.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

13. Катт В.П., Антоняк М.А., Церионе РА. Одновременное воздействие на тканевую трансглутаминазу и глутаминазу почечного типа повышает чувствительность раковых клеток к кислотной токсичности и открывает новые возможности для терапевтического вмешательства. Mol Pharm. 2015; 12: 46-55.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

14. Джунн Э., Рончетти Р.Д., Кесадо М.М., Ким С., Мурадян М.М. Тканевая трансглутаминаза-индуцированная агрегация α-синуклеина: последствия для образования телец Леви при болезни Паркинсона и деменции с тельцами Леви.Proc Natl Acad Sci U S. A. 2003; 100: 2047-2052.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

15. Мартин А., Де Виво Г., Джентиле В. Возможная роль трансглутаминаз в патогенезе болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний. Int J Alzheimers Dis. 2011; 2011: 865432.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

16. Селько Д. Д., Абрахам С., Ихара Ю. Трансглутаминаза мозга: in vitro, сшивание белков нейрофиламентов человека в нерастворимые полимеры.Proc Natl Acad Sci U S. 1982; 79: 6070-6074.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

17. Икура К., Такахата К., Сасаки Р. Сшивка синтетического пептида неполной длины (1-28) амилоидного белка Альцгеймера β / A4 трансглутаминазой. FEBS Lett. 1993; 326: 109-111.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

18. Джонсон Г. В., Кокс TM, Локхарт Дж. П., Зинерман М. Д., Миллер М. Л., Пауэрс РЭ. Активность трансглутаминазы увеличивается в мозге при болезни Альцгеймера.Brain Res. 1997; 751: 323-329.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

19. Ozaki S, Ebisui E, Hamada K, Suzuki AZ, Terauchi A, Mikoshiba K. Сильные ингибиторы трансглутаминазы, дитио-β-аминоэтилкетоны. Bioorg Med Chem Lett. 2011; 21: 377-379.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

20. Хауш Ф., Халттунен Т., Маки М., Хосла С. Дизайн, синтез и оценка аналогов пептида глютена в качестве селективных ингибиторов тканевой трансглутаминазы человека.Chem Biol. 2003; 10: 225-231.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

21. Прайм М.Э., Андерсен О.А., Баркер Дж. Дж., Брукс М.А., Ченг Р.К., Тугуд-Джонсон И., Кортни С.М., Брукфилд Ф.А., Ярнольд С.Дж., Марстон Р.В., Джонсон П.Д., Джонсон С.Ф., Палфри Дж. Дж., Вайдья Д., Эрфан С., Ичихара О, Фелисетти Б., Палан С., Педрет-Данн А., Шартл С., Штернбергер И., Эбнет А., Шил А., Винклер Д., Толедо-Шерман Л., Бекони М., Макдональд Д., Муньос-Санджуан И., Домингес К., Витяк Дж. • Открытие и взаимосвязь структура-активность сильнодействующих и селективных ковалентных ингибиторов трансглутаминазы 2 при болезни Хантингтона.J Med Chem. 2012; 55: 1021-1046.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

22. Choi K, Siegel M, Piper JL, Yuan L, Cho E, Strnad P, Omary B, Rich KM, Khosla C. Химия и биология производных дигидроизоксазола: селективные ингибиторы трансглутаминазы человека 2. Chem Biol. 2005; 12: 469-475.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

23. Keillor JW, Apperley KY, Akbar A. Ингибиторы тканевой трансглутаминазы. Trends Pharmacol Sci.2015; 36: 32-40.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

24. Вердерио Э.А., Джонсон Т., Гриффин М. Тканевая трансглутаминаза при нормальном и патологическом заживлении ран: обзорная статья. Аминокислоты. 2004; 26: 387-404.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

25. Gundemir S, Colak G, Tucholski J, Johnson GV. Трансглутаминаза 2: молекулярный швейцарский армейский нож. Biochim Biophys Acta. 2011; 1823: 406-419.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

26.Нурминская М.В., Белкин А.М. Клеточные функции тканевой трансглутаминазы. Int Rev Cell Mol Biol. 2012; 294: 1-97.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

27. Li B, Cerione RA, Antonyak M. Тканевая трансглутаминаза и ее роль в прогрессировании рака у человека. Adv Enzym Relat Areas Mol Biol. 2011; 78: 247-293.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

28. Keillor JW, Apperley KY. Ингибиторы трансглутаминазы: обзор патентов. Мнение эксперта Ther Pat.2016; 26: 49-63.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

29. Лоранд Л., Грэм Р.М. Трансглутаминазы: ферменты сшивания с плейотропными функциями. Nat Rev Mol Cell Biol. 2003; 4: 140-156.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

30. Розенбаум Д.М., Расмуссен СГФ, Кобылка Б.К. Структура и функция рецепторов, связанных с G-белком. Природа. 2009; 459: 356-363.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

31.Ходж Р.Г., Ридли А.Дж. Регулирующие Rho GTPases и их регуляторы. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016; 17: 496-510.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

32. Лю С., Церион Р.А., Кларди Дж. Структурная основа гуанин-нуклеотид-связывающей активности тканевой трансглутаминазы и ее регуляция активности трансамидирования. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2002; 99: 2743-2747.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

33. Народный JE. Механизм действия трансглутаминазы печени морских свинок: VI.порядок добавления субстрата. J Biol Chem. 1969; 244: 3707-3713.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

34. Iismaa SE, Holman S, Wouters MA, Lorand L, Graham RM, Husain A. Эволюционная специализация индольной группы триптофана для стабилизации переходного состояния эукариотическими трансглютаминазами. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 100: 12636-12641.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

35. Pinkas DM, Strop P, Brunger AT, Khosla C.Трансглутаминаза 2 претерпевает большие конформационные изменения при активации. PLoS Biol. 2007; 5: e327.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

36. Ачютан К.Е., Гринберг К.С. Идентификация сайта связывания гуанозинтрифосфата на трансглютаминазе печени морской свинки. Роль GTP и ионов кальция в модулирующей активности. J Biol Chem. 1987; 262: 1901–1906.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

37. Traut TW. Физиологические концентрации пуринов и пиримидинов.Mol Cell Biochem. 1994; 140: 1-22.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

38. Иванников М.В., Маклеод Г.Т. Уровни свободного Ca 2+ в митохондриях и их влияние на энергетический метаболизм в двигательных нервных окончаниях дрозофилы. Biophys J. 2013; 104: 2353-2361.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

39. Колак Дж., Кейллор Дж. В., Джонсон Г. В.. Форма трансглутаминазы 2 (R580a) с дефицитом связывания цитозольного гуанин-нуклеедотида усиливает гибель клеток при недостатке кислорода и глюкозы.PLoS One. 2011; 6: e16665.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

40. Бегг Г.Е., Холман С.Р., Стокс PH, Мэтьюз Дж.М., Грэм Р.М., Иисмаа С.Е. Мутация критического аргинина в GTP-связывающем сайте трансглутаминазы 2 подавляет активность внутриклеточного поперечного сшивания. J Biol Chem. 2006; 281: 12603-12609.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

41. Куинн Б.Р., Юнес-Медина Л., Джонсон Г.В. Трансглутаминаза 2: друг или враг? Дискордантная роль нейронов и астроцитов.J Neurosci Res. 2018; 96: 1150-1158.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

42. Стамнэс Дж., Пинкас Д.М., Флекенштейн Б., Хосла С., Соллид Л.М. Редокс-регуляция активности трансглутаминазы 2. J Biol Chem. 2010; 285: 25402-25409.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

43. Csősz É, Meskó B, Fésüs L. Transdab wiki: интерактивная база данных субстратов трансглутаминазы на поверхности Web 2.0. Аминокислоты. 2009; 36: 615-617.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

44.Hartley DM, Zhao C, Speier AC, Woodard GA, Li S, Li Z, Walz T. Трансглутаминаза индуцирует протофибрилподобные сборки амилоидных β-белков, которые устойчивы к протеазе и ингибируют долгосрочное потенцирование. J Biol Chem. 2008; 283: 16790-16800.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

45. Вильгельм М.М., де Ягер М., Смит А.Б., ван дер Лоо Р.Дж., Друкарч Б. Каталитически активная тканевая трансглутаминаза колокализируется с патологией Aβ в моделях на мышах с болезнью Альцгеймера. Научный представитель2016; 6: 20569.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

46. де Ягер М., ван дер Вильдт Б., Шуль Е., Бол Дж. Г., ван Дуинен С. Г., Друкарх Б., Вильгельм М. М.. Тканевая трансглутаминаза колокализуется с белками внеклеточного матрикса при церебральной амилоидной ангиопатии. Neurobiol Aging. 2013; 34: 1159-1169.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

47. Шмид А.В., Кондеми Э., Тухшерер Г., Чиаппе Д., Муттер М., Фогель Х., Мониатте М., Цыбин Ю.О. Опосредованное трансглутаминазой ткани деамидирование β-амилоидного пептида глутамина увеличивает растворимость пептида, тогда как ферментативное перекрестное связывание и фрагментация пептида могут служить в качестве молекулярных триггеров для быстрой агрегации пептидов.J Biol Chem. 2011; 286: 12172-12188.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

48. de Jager M, Drukarch B, Hofstee M, Brevé J, Jongenelen CA, Bol JG, Wilhelmus MM. Сшивание, катализируемое трансглутаминазой, индуцирует мультимеры аполипопротеина E, ингибируя защитные эффекты аполипопротеина E в отношении токсичности, вызванной амилоидом-бета. J Neurochem. 2015; 134: 1116-1128.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

49. Вильгельм М.М., Верхаар Р., Андринга Дж., Бол Дж. Г., Краш П., Шан Л., Хооземанс Дж. Дж., Друкарч Б.Присутствие тканевой трансглутаминазы в гранулярном эндоплазматическом ретикулуме характерно для меланизированных нейронов головного мозга при болезни Паркинсона. Brain Pathol. 2010; 21: 130-139.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

50. Сегерс-Нолтен И.М., Вильгельмус М.М., Велдхуис Г., ван Ройен Б.Д., Друкарч Б., Субраманиам В. Тканевая трансглутаминаза модулирует олигомеризацию α-синуклеина. Protein Sci. 2009; 17: 1395-1402.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

51.Verhaar R, Jongenelen CA, Gerard M, Baekelandt V, Van Dam AM, Wilhelmus MM, Drukarch B. Блокада активности фермента ингибирует опосредованное трансглутаминазой трансамидирование α-синуклеина в клеточной модели болезни Паркинсона. Neurochem Int. 2011; 58: 785-793.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

52. Мольберг О., Макадам С.Н., Кёрнер Р., Куарстен Х., Кристиансен С., Мадсен Л., Фуггер Л., Скотт Х., Норен О., Рёпсторфф П., Лундин К. Э., Шёстрём Х, Соллид Л. М.. Тканевая трансглутаминаза избирательно модифицирует пептиды глиадина, которые распознаются Т-клетками кишечника при целиакии.Nat Med. 1998; 4: 713-717.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

53. Мольберг О., Сольхейм Флаете Н., Йенсен Т., Лундин К. Э., Арентц-Хансен Х., Андерсон О. Д., Кьерсти Улен А., Соллид Л. М.. Ответы кишечных Т-клеток на высокомолекулярные глютенины при глютеновой болезни. Гастроэнтерология. 2003; 125: 337-344.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

54. Xie Z, Wang C, Wang K, Wang S, Li X, Zhang Z, Ma W, Yan Y. Молекулярная характеристика доменов эпитопа целиакии в генах α-глиадина у Aegilops tauschii и гексаплоидной пшеницы (Triticum aestivum L .). Theor Appl Genet. 2010; 121: 1239-1251.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

55. Ди Тола М., Марино М., Казале Р., Боргини Р., Тиберти А., Донато Дж., Окчиуцци У., Пикарелли А. Одношаговый иммунохроматографический визуальный анализ для обнаружения антитрансглютаминазы в системе органной культуры: простой и быстрый метод для упростить диагностику целиакии с помощью in vitro . Анал J Clin Lab. 2017; 32: e22195.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

56.Choung RS, Rostamkolaei SK, Ju JM, Marietta EV, Van Dyke CT, Rajasekaran JJ, Jayaraman V, Wang T, Bei K, Rajasekaran KE, Krishna K, Krishnamurthy HK, Murray JA. Синтетические неоэпитопы комплекса трансглутаминаза-дезамидированный глиадин как биомаркеры для диагностики и мониторинга целиакии. Гастроэнтерология. 2018 [Epub перед печатью].
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

57. Сакли В., Томас В., Кваш Г., Эль Алауи С. Роль тканевой трансглутаминазы в цитотоксичности пептида α-глиадина.Clin Exp Immunol. 2006; 146: 550-558.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

58. Attarwala H, Clausen V, Chaturvedi P, Amiji MM. Усиление кишечной трансглутаминазы-2 и интерлейкина-15 с использованием наночастиц на основе желатина в модели in vitro целиакии. Mol Pharm. 2017; 14: 3036-3044.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

59. Plugis NM, Palanski BA, Weng C-H, Albertelli M, Khosla C. Тиоредоксин-1 избирательно активирует трансглутаминазу 2 во внеклеточном матриксе тонкой кишки: последствия для целиакии.J Biol Chem. 2017; 292: 2000-2008.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

60. Акимов С.С., Крылов Д., Флейшман Л.Ф., Белкин А.М. Тканевая трансглутаминаза представляет собой интегрин-связывающий корецептор адгезии для фибронектина. J Cell Biol. 2000; 148: 825-838.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

61. Акимов С.С., Белкин А.М. Трансглутаминаза клеточной поверхности участвует в адгезии и миграции моноцитарных клеток на фибронектине. Кровь. 2001; 98: 1567-1576.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

62. Белкин А.М., Акимов С.С., Зарицкая Л.С., Ратников Б.И., Дерюгина Е.И., Стронгин А.Ю. Матрично-зависимый протеолиз поверхностной трансглутаминазы металлопротеиназой мембранного типа регулирует адгезию и передвижение раковых клеток. J Biol Chem. 2001; 276: 18415-18422.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

63. Балклава З., Вердерио Э., Коллиган Р., Гросс С., Адамс Дж., Гриффин М. Анализ функции тканевой трансглутаминазы в миграции швейцарских фибробластов 3T3: конформация фермента в активном состоянии не влияет на подвижность клеток, но имеет важное значение для его секреции.J Biol Chem. 2002; 277: 16567-16575.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

64. Maddika S, Ande SR, Panigrahi S, Paranjothy T, Weglarczyk K, Zuse A, Eshraghi M, Manda KD, Wiechec E, Los M. Выживание клеток, гибель клеток и пути клеточного цикла взаимосвязаны: значение для терапии рака. Обновление лекарственного сопротивления. 2007; 10: 13-29.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

65. Бём Дж. Э., Сингх У., Комбс С., Антоньяк М.А., Черионе, РА. Тканевая трансглутаминаза защищает от апоптоза путем модификации белка-супрессора опухолей p110 Rb.J Biol Chem. 2002; 277: 20127-20130.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

66. Оливерио С., Амендола А., Ди Сано Ф, Фаррас М.Г., Фесус Л., Немес З, Пиредда Л., Спинеди А., Пьячентини М. Тканевая трансглутаминаза-зависимая посттрансляционная модификация продукта гена ретинобластомы в промоноцитарных клетках, подвергающихся апоптозу. Mol Cell Biol. 1997; 17: 6040-6048.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

67. Чжан Дж., Антоньяк М.А., Сингх Г., Черионе Р.А.Механизм повышения уровня рецепторов EGF в глиобластомах. Cell Rep.2013; 3: 2008-2020.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

68. Fok JY, Mehta K. Тканевая трансглутаминаза индуцирует высвобождение фактора, индуцирующего апоптоз, и приводит к апоптотической гибели раковых клеток поджелудочной железы. Апоптоз. 2007; 12: 1455-1463.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

69. Тухольски Дж., Джонсон Г.В. Тканевая трансглутаминаза по-разному модулирует апоптоз зависимым от стимулов образом.J Neurochem. 2002; 81: 780-791.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

70. Датта С., Антоняк М.А., Церионе РА. Формы тканевой трансглутаминазы, дефектные по связыванию GTP, вызывают гибель клеток. Биохимия. 2007; 46: 14819-14829.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

71. Iismaa SE, Wu MJ, Nanda N, Church WB, Graham RM. Связывание GTP и передача сигналов Gh / трансглутаминазой II включает отдельные остатки в уникальном GTP-связывающем кармане. J Biol Chem.2000; 275: 18259-18265.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

72. Бегг Г.Е., Кэррингтон Л., Стокс PH, Мэтьюз Дж.М., Воутерс М.А., Хусейн А., Лоранд Л., Иисмаа С.Е., Грэм Р.М. Механизм аллостерической регуляции трансглутаминазы 2 с помощью ГТФ. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2006; 103: 19683-19688.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

73. Caron NS, Munsie LN, Keillor JW, Truant R. Использование FLIM-FRET для измерения конформационных изменений трансглутаминазы типа 2 в живых клетках.PLoS One. 2012; 7: e44159.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

74. Сингх Дж., Чжан Дж., Ма И, Церионе Р.А., Антоньяк М.А. Различные конформационные состояния тканевой трансглутаминазы оказывают противоположное влияние на жизнеспособность клеток. J Biol Chem. 2016; 291: 9119-9132.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

75. Ахвази Б., Бошанс К.М., Холостой В., Бакса Ю., Штайнерт П.М.. Роль ионов кальция в активации и активности фермента трансглутаминазы 3.J Biol Chem. 2003; 278: 23834-23841.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

76. Ахвази Б., Ким Х.С., Ки С.Х., Немес З., Штайнерт П.М. Трехмерная структура фермента трансглутаминазы 3 человека: связывание ионов кальция изменяет структуру для активации. EMBO J. 2002; 21: 2055-2067.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

77. Ким Н., Ли В.К., Ли Ш., Джин К.С., Ким К.Х., Ли Й., Сон М., Ким С.И. Активность межмолекулярного сшивания порождается димерной формой трансглутаминазы 2.Аминокислоты. 2017; 49: 461-471.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

78. Накаока Х., Перес Д.М., Бэк К.Дж., Дас Т., Хусейн А., Мисоно К., Им М.Дж., Грэм Р.М. Gh: GTP-связывающий белок с трансглутаминазной активностью и функцией передачи сигналов рецептора. Наука. 1994; 264: 1593-1596.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

79. Джин Бэк К., Квон Н.С., Ли Х.С., Ким М.С., Муралидхар П., Им М.Дж. Рецептор окситоцина соединяется с белком семейства Ghα 80 кДа в миометрии человека.Biochem J. 1996; 315: 739-744.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

80. Чан Т.Х., Ли Д.С., Чхве К., Чон Э.М., Ким И.Г., Ким Ю.В., Чун Дж.Н., Чон Дж. Х., Пак Х. Х. Кристаллическая структура трансглутаминазы 2 с комплексом GTP и аминокислотная последовательность свидетельствуют об эволюции сайта связывания GTP. PLoS One. 2014; 9: e107005.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

81. Хан Б.Г., Чо Дж.В., Чо Ю.Д., Чон К.С., Ким С.И., Ли Би. Кристаллическая структура трансглутаминазы 2 человека в комплексе с аденозинтрифосфатом.Int J Biol Macromol. 2010; 47: 190-195.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

82. Пак Х., Парк Э.С., Ли Х.С., Юн Х. И, Квон Н.С., Пэк К.Дж. Отличительная характеристика Gα h (трансглутаминаза II) по компартментам: активность GTPase и трансглутаминазы. Biochem Biophys Res Commun. 2001; 284: 496-500.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

83. Hwang KC, Gray CD, Sivasubramanian N, Im MJ. Сайт взаимодействия GTP-связывания Gh (трансглутаминазы II) с фосфолипазой C.J Biol Chem. 1995; 270: 27058-27062.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

84. Фэн Дж. Ф., Ри С. Г., Им М. Дж. Доказательства того, что фосфолипаза δ1 является эффектором в передаче сигналов, опосредованной Gh (трансглутаминаза II). J Biol Chem. 1996; 271: 16451-16454.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

85. Boroughs LK, Antonyak MA, Johnson JL, Cerione RA. Уникальная роль белка теплового шока 70 и его связывающей партнерской тканевой трансглутаминазы в миграции раковых клеток.J Biol Chem. 2011; 286: 37094-37107.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

86. Jeong J-M, Murthy SNP, Radek JT, Lorand L. Фибронектин-связывающий домен трансглутаминазы. J Biol Chem. 1995; 270: 5654-5658.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

87. Родольфо C, Мормон E, Матаррез P, Ciccosanti F, Farrace MG, Garofano E, Piredda L, Fimia GM, Malorni W., Piacentini M. Тканевая трансглутаминаза является многофункциональным белком, содержащим только Bh4.J Biol Chem. 2004; 279: 54783-54792.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

88. Fesus L, Thomazy V, Falus A. Индукция и активация тканевой трансглутаминазы во время запрограммированной гибели клеток. FEBS Lett. 1987; 224: 104-108.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

89. Бёнинг Д., Паттерсон Р.Л., Седагхат Л., Глебова Н.О., Куросаки Т., Снайдер Ш. Цитохром c связывается с рецепторами инозитола (1,4,5) трифосфата, усиливая кальций-зависимый апоптоз.Nat Cell Biol. 2003; 5: 1051-1061.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

90. Хильгендорф К.И., Лещинер Е.С., Неделку С., Мейнард М.А., Кало Е., Янари А., Валенски Л.Д., Лис Дж. А.. Белок ретинобластомы вызывает апоптоз непосредственно в митохондриях. Genes Dev. 2013; 27: 1003-1015.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

91. Ю Джо, Лим Ю.С., Ким Ю.М., Ха К.С. Трансглутаминаза 2 способствует как каспазозависимой, так и независимой апоптотической гибели клеток через сигнальный путь кальпаин / Вах.J Biol Chem. 2012; 287: 14377-14388.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

92. Чо Си, Ли Дж. Х., Бэ Х. Д., Чон Э. М., Чан Джи, Ким К. В., Шин ДМ, Чон Дж. Х., Ким И. Г.. Трансглутаминаза 2 ингибирует апоптоз, вызванный перегрузкой кальцием, путем подавления Bax. Exp Mol Med. 2010; 42: 639-650.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

93. Фрай Б.М., Биркбихлер П.Дж., Паттерсон М.К., Ли К.Н., Гонсалес Р.А. МРНК, индуцируемая ретиноевой кислотой из клеток эритролейкемии человека, кодирует новый гомолог тканевой трансглутаминазы.J Biol Chem. 1992; 267: 22616-22623.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

94. Monsonego A, Shani Y, Friedmann I., Paas Y, Eizenberg O, Schwartz M. Экспрессия GTP-зависимой и GTP-независимой трансглутаминазы тканевого типа в обработанных цитокинами астроцитах головного мозга крысы. J Biol Chem. 1997; 272: 3724-3732.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

95. Citron BA, SantaCruz KS, Davies PJA, Festoff BW. Обмен интрона-экзона мРНК трансглутаминазы и агрегация нейронального тау-белка при болезни Альцгеймера.J Biol Chem. 2001; 276: 3295-3301.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

96. Citron BA, Suo Z, SantaCruz K, Davies PJ, Qin F, Festoff BW. Сшивание белков, тканевая трансглутаминаза, альтернативный сплайсинг и нейродегенерация. Neurochem Int. 2002; 40: 69-78.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

97. Festoff BW, SantaCruz K, Arnold PM, Sebastian CT, Davies PJA, Citron BA. Вызванное травмой «переключение» с GTP-регулируемой на новую GTP-независимую изоформу тканевой трансглутаминазы в спинном мозге крысы.J Neurochem. 2002; 81: 708-718.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

98. Антоняк М.А., Янсен Дж.М., Миллер А.М., Ли Т.К., Эндо М., Церионе Р.А. Две изоформы тканевой трансглутаминазы опосредуют противоположные клеточные судьбы. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2006; 103: 18609-18614.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

99. Tee AE, Marshall GM, Liu PY, Xu N, Haber M, Norris MD, Iismaa SE, Liu T. Противоположные эффекты двух тканевых изоформ трансглутаминазы в дифференцировке клеток нейробластомы.J Biol Chem. 2010; 285: 3561-3567.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

100. Tucholski J, Lesort M, Johnson GV. Тканевая трансглутаминаза необходима для роста нейритов в клетках нейробластомы человека SH-SY5Y. Неврология. 2001; 102: 481-491.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

101. Fraij BM. Активная изоформа TG, связывающая тканевую трансглутаминазу с массой 55 кДа, вызывает гибель клеток. Mol Carcinog. 2014; 54: 720-729.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

102.Йенсен PH, Соренсен ES, Петерсен Т.Э., Глиманн Дж., Расмуссен Л.К. Остатки синуклеинового консенсусного мотива α-синуклеинового фрагмента, NAC, участвуют в катализируемом трансглутаминазой перекрестном связывании с амилоидным пептидом βA4, вызываемым болезнью Альцгеймера. Biochem J. 1995; 310: 91-94.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

103. Дудек С.М., Джонсон Г.В. Трансглутаминаза способствует образованию полимеров β-амилоидного пептида. Brain Res. 1994; 651: 129-133.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

104.Де Лауренци В., Мелино Г. Нарушение генов тканевой трансглутаминазы. Mol Cell Biol. 2001; 21: 148-155.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

105. Sarang Z, Tóth B, Balajthy Z, Köröskényi K, Garabuczi E, Fésüs L, Szondy Z. Некоторые уроки мышей с нокаутом тканевой трансглутаминазы. Аминокислоты. 2009; 36: 625-631.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

106. Андерсон Р.П., Дегано П., Годкин А.Дж., Джуэлл Д.П., Хилл А.В. Провокация антигеном in vivo при целиакии позволяет идентифицировать единственный пептид, модифицированный трансглутаминазой, как доминантный эпитоп Т-клеток A-глиадина.Nat Med. 2000; 6: 337-342.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

107. Lindemann I, Böttcher J, Oertel K, Weber J, Hils M, Pasternack R, Linne U, Heine A, Klebe G. Ингибиторы трансглутаминазы 2: терапевтический вариант при целиакии. Веб-плакат. 2008. Доступно по адресу: https://zedira.com/data/newsletter/newsletter_20080902.pdf (по состоянию на 14 августа 2018 г.).
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

108. Пастернак Р., Хилс М. Доклиническая разработка тканевых блокаторов трансглутаминазы.Веб-плакат. 2011. Доступно по адресу: http://www.zedira.com/resources/content/pdf/zedira_poster_oslo_2011.pdf (по состоянию на 20 сентября 2017 г.).
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

109. Пастернак Р., Хилс М. Доклиническая разработка тканевых блокаторов трансглутаминазы. Веб-плакат. 2011. Доступно по адресу: http://www.zedira.com/resources/content/pdf/zedira_poster_oslo_2011.pdf (по состоянию на 20 сентября 2017 г.).
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

110.Катт В.П., Блобель Н.Дж., Комарова С., Антоняк М.А., Накано И., Церионе Р.А. Низкомолекулярный регулятор конформации тканевой трансглутаминазы подавляет злокачественный фенотип раковых клеток. Oncotarget. 2018; 9: 34379-34397.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

111. Ким Н., Кан Дж.Х., Ли В.К., Ким С.Г., Ли Дж.С., Ли С.Х., Пак Дж.Б., Ким Кх5, Гонг Ю.Д., Хван К.Й., Ким Си. Сайт аллостерического ингибирования трансглутаминазы 2 открыт на N-конце. Аминокислоты. 2018; 50: 1583-1594.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

112. Yee VC, Pedersen LC, Bishop PD, Stenkamp RE, Teller DC. Структурные доказательства того, что активационный пептид не высвобождается при расщеплении тромбином фактора XIII. Thromb Res. 1995; 78: 389-397.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

113. Гарсон Р.Дж., Пратт К.П., Бишоп П.Д., Ле Тронг I, Стенкамп Р.Э., Теллер округ Колумбия. Триптофан 279 необходим для трансглутаминазной активности фактора свертывания крови XIII: функциональная и структурная характеристика.Будет опубликован.
Просмотреть статью PubMed / NCBI Google Scholar

Как цитировать эту статью

Катт В.П., Антоняк М.А., Церионе РА. Открытие о тканевой трансглутаминазе: когда конформация важнее ферментативной активности. Med One. 2018 22 ноября; 3: e180011. https://doi.org/10.20900/mo.20180011

Тканевая трансглутаминаза (tTG)

Тканевая трансглутаминаза — что вам нужно знать

Вероятно, вы не часто слышите о тканевой трансглутаминазе.Несмотря на это, вы должны знать, что это вещество имеет основополагающее значение для выявления целиакии и других подобных заболеваний. Целиакия становится все более распространенной, и это заболевание может быть опасным для жизни.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о тесте на антитела к тканевой трансглутаминазе, аутоиммунных заболеваниях и другой информации, связанной с ними.

Что такое антитела к ТТГ и глютен?

Антитело к тканевой трансглутаминазе относится к определенному веществу, которое вырабатывается в организме, когда становится чувствительным к глютену.Глютен — это тип белка, который обычно содержится в большинстве продуктов, таких как хлеб, печенье и т. Д.

В небольших количествах глютен не должен наносить вред вашему организму. Однако у некоторых людей по разным причинам развивается чувствительность к этому белку. Глютен имеет тенденцию прилипать к внутренней оболочке желудка и тонкой кишки. Когда это происходит, иммунная система создает антитела, чтобы попытаться удалить их оттуда. Во время этого процесса организм атакует свои здоровые ткани, и так развивается глютеновая болезнь.

Что такое целиакия?

Целиакия — одна из более поздних стадий чувствительности к глютену. Не у всех, кто чувствителен к глютену, развивается глютеновая болезнь, но риск по-прежнему довольно высок.

При целиакии организм вызывает реакцию, аналогичную аллергической реакции. Он пытается удалить глютен из слизистой оболочки кишечника, что вызывает неприятные симптомы. Давайте рассмотрим несколько симптомов целиакии.

  • Усталость
  • Диарея и похудание
  • Вздутие живота и газы
  • Запор
  • Тошнота и рвота
  • Боль в животе
  • Раздражение и замешательство

Целиакия может быть опасной для жизни, если правильное лечение не назначено правильно.В большинстве случаев людям с глютеновой болезнью следует избегать употребления глютена любой ценой. Это предотвратит любую аллергическую реакцию, и симптомы, упомянутые выше, не появятся.

Другие типы аутоиммунных заболеваний также могут развиваться у людей с чувствительностью к глютену. Например, герпетиформный дерматит — еще один вид проявления целиакии. Обычно это проявляется в виде листочков, наполненных водой, которые появляются на коже. Эти волдыри обычно зудят и сопровождаются другими неприятными симптомами.

Диагностика целиакии и других аутоиммунных заболеваний может проводиться с помощью антител к тканевой трансглутаминазе. Если эти антитела обнаруживаются в вашем организме в больших количествах, это означает, что ваш организм активно борется с воспалением, которое может быть вызвано глютеновой болезнью.

Основываясь на этом результате, ваш врач может следовать строгому протоколу диагностики, чтобы определить, действительно ли у вас глютеновая болезнь или нет. Тест на антитела к TTG — недорогой и доступный способ узнать, имеете ли вы дело с опасным для жизни заболеванием.

Даже если у вас отрицательный результат на антитела к ТТГ, это не обязательно означает, что у вас нет чувствительности к глютену. У вас может быть меньший риск развития целиакии, и ваш врач может назначить дополнительные тесты, чтобы убедиться, что глютен не вреден для вашего организма.

Каковы нормальные диапазоны тканевой трансглутаминазы?

ТТГ присутствует во всем теле человека, но в небольших количествах. Например, все, что меньше 20 единиц, считается отрицательным результатом.Это означает, что у данного человека могут быть определенные симптомы, но они не вызваны глютеновой болезнью. Это также верно, если испытуемый не употреблял глютен в последние недели.

Результат теста от 20 до 30 единиц помечен как «слабоположительный». Это не подтвержденный диагноз целиакии, но это может повлиять на пациента. Необходимы дальнейшие тесты, чтобы увидеть, действительно ли у данного человека наблюдается повышенная чувствительность к глютену или действительно ли в его организме развивается глютеновая болезнь.

Наконец, все, что больше 30 единиц — положительный результат. Это означает, что пациент, скорее всего, болен глютеновой болезнью. Если вы получите такой результат, ваш врач назначит биопсию кишечника, чтобы подтвердить диагноз целиакии. Для диагностики целиакии необходимо соблюдать строгий протокол, но все начинается с простого теста на антитела к тТГ, который вы можете заказать онлайн.

Кому следует заказать тест на антитела к ТТГ?

Целиакия — это не то, к чему следует относиться легкомысленно. Помимо того, что это вызывает ужасные симптомы, это может быть опасное для жизни заболевание.Вот почему вам следует заказать тест и посмотреть, не подвержены ли вы риску, особенно если вы регулярно употребляете продукты, содержащие глютен. Этот белок присутствует в большинстве продуктов и напитков, доступных на рынке, поэтому каждый ежедневно употребляет небольшое количество глютена.

Если вы испытываете указанные выше симптомы, настоятельно рекомендуется заказать тест. Множественные заболевания могут вызывать усталость, боль в животе и диарею, но вы должны убедиться, что глютеновая болезнь не является причиной этого.

Наконец, целиакия обычно передается по наследству.Если ваши родители или другие близкие родственники страдают глютеновой болезнью, аутоиммунными заболеваниями или чувствительностью к глютену, вы подвержены более высокому риску развития этого состояния.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *