접합접착분자

Junctional adhesion molecule
접합 접착 분자
PDB 1nbq EBI.jpg
서로 연결된 접합부 접착 분자의 결정학적 구조
식별자
기호잼
멤브라노메면역글로불린도메인 V 설정 도메인

접합접착분자(JAM)는 면역글로불린 슈퍼패밀리의 구성원인 단백질로 백혈구, 혈소판, 상피세포, 내피세포 등 다양한 조직으로 표현된다.[1][2][2]이들은 각각 PDZ 영역과 인접 세포의 수용체를 포함하는 비계와의 상호작용을 통해 세포질 영역과 세포외 영역의 신호 복합 어셈블리를 조절하는 것으로 나타났다.[3]JAM은 β1에 포함된 백혈구 β2 및 α4β1에 포함된 적분 LFA-1 및 Mac-1과의 상호작용을 통해 인접 세포에 부착된다. JAM은 주로 위에서 설명한 적분들에 의해 조정되는 백혈구-내피 세포 상호작용에 많은 영향을 미친다.[4]이들은 세포질 영역에서 PDZ 도메인을 포함하는 비계단백질, 즉 단백질의 C-terminus에서 짧은 아미노산 염기서열을 표적으로 하는 공통 단백질 상호작용 모듈로 상호 작용하여 세포에서 극성이 얻어짐에 따라 상피세포와 내피세포 모두에서 촘촘한 결합을 형성한다.[3]

구조

JAM의 크기는 보통 약 40 kDa이다.[5]재조합형 세포외 마우스 JAM(rsJAM)과 인간 JAM(hJAM)으로 행해진 결정학적 연구를 바탕으로 JAM은 면역글로불린 유사 V-set 도메인에 이어 짧은 링커 순서에 의해 서로 연결된 두 번째 면역글로불린 도메인으로 구성되는 것으로 나타났다.링커는 두 영역 모두에 광범위한 수소 결합을 이루며, 주요 링커 잔류물 중 하나인 Leu128의 사이드 체인은 일반적으로 각 면역글로불린 유사 영역 사이의 소수성 구획에 내장된다.[6]두 개의 JAM 분자는 다발적인 이온 상호작용과 소수성 상호작용 때문에 매우 보완적인 방식으로 반응하는 N-단자영역을 포함한다.이 두 분자는 U자형 조광기를 형성하고 소금 다리는 R(V, I, L)E 모티브에 의해 형성된다.[6]이 모티브는 조광기 형성에 중요한 것으로 입증되었으며 다양한 종류의 JAMP들 사이에서 흔하다.일반적으로 N-terminus에 위치한 Arg58-Val59-Glu60으로 구성되며, 노출된 용액의 조건에 따라 단량체로 분리할 수 있다.이 모티브는 rsJAM, hJAM, JAM-1, JAM-2, JAM-3를 포함한 많은 일반적인 JAMP 변종에서 존재한다는 것이 입증되었다.[7]

종류들

세 가지 주요 JAM 분자는 체내의 다양한 분자와 수용체와 상호작용한다.

촘촘한 접합은 서로 다른 JAM 단백질이 함께 작용하여 형성된다.이 JAM 단백질들 중 많은 것들이 이 접합부에 국부화 될 것이다.

JAM-1

JAM-1은 최초로 발견된 접합부 접착 분자 중 하나로 상피세포와 내피세포의 촘촘한 접합부에 위치한다.[8]JAM-1은 투과성을 완화하면서 접합부의 구조를 보존하기 위해 균질하게 세포와 상호 작용한다.또한 LFA-1의 리간드 역할을 하고 백혈구 전달을 촉진함으로써 이질적 구조로서 수용체와 상호작용할 수 있다.[8]JAM-1은 또한 레오바이러스 수용체와 혈소판 수용기를 포함한 많은 다른 세포 기능에 중요한 역할을 한다.[8]

JAM-2

JAM-1과 마찬가지로 JAM-2도 면역글로불린 슈퍼패밀리의 일원이다.[9]JAM-2 국산화(localization)는 분자가 PAR-3와 ZO-1과 같은 다른 촘촘한 접합 단백질과 결합할 때 세린 인산화(serine phosphorylation)에 의해 조절된다. JAM-2는 주로 PDZ1 도메인과 PDZ3 도메인을 통해서도 이러한 단백질과 상호작용하는 것으로 나타났다.[10]JAM-2는 또한 많은 면역 세포의 리간드 역할을 하는 것으로 나타났으며, 특정 장기에 대한 림프구 유인에도 역할을 한다.[10]

JAM-3

JAM-3는 상피세포와 내피세포의 촘촘한 접합부를 중심으로 국부화돼 있어 JAM-2와 유사한 기능을 하지만 다른 JAM이 할 수 있는 방식으로 백혈구를 고수할 수 없는 것으로 나타났다.[11]JAM-3 인트론의 돌연변이는 뇌출혈과 백내장 발달을 초래하는 것으로 밝혀졌다.[11]JAM-2와 마찬가지로, JAM-3는 PAR-3와 ZO-1과 같은 엄격한 접합 단백질과 연관되어 있는 것으로 보여졌다. JAM-3는 또한 PARD3(결함 3 호몰로그 분할)와 상호 작용하는 것으로 나타났다.[citation needed]

함수

JAM은 셀 내에서 다양한 기능을 제공한다.

세포운동성

JAM은 상피, 내피, 백혈구, 세균 세포와 같은 여러 가지 다른 유형의 세포 이동 규제에 중요한 역할을 한다.[10]JAM-1은 Rap1 다운스트림 β1 integrin 단백질의 발현을 절제하여 상피세포의 운동성을 조절한다.JAM-1은 콜라겐 IV, 피브로넥틴과 같이 β1 리간드를 따라 세포 접착, 확산 및 이동을 유발할 수 있는 것으로 나타났다.[3]JAM-1은 또한 내피세포에서 바이트로넥틴의 중간 이동에도 작용한다.비트로넥틴은 통합 αvβ3 및 αvβ5용 리간드로, MAPK 경로 활성화 시 bFGF 및 VEGF와의 선택적 협력성을 나타낸다.JAM-1과 JAM-3는 다형핵 백혈구가 내피세포와 지하막에 끼이지 않도록 함으로써 백혈구가 결합조직으로 이동하도록 허용한다.[3]JAM-1이 없는 경우, 이러한 백혈구는 β1 통합체 내세포 분열증을 중간으로 할 수 없으며, 세포 표면에 효과적으로 표현할 수 없다(운동성에 필수적이다).[11]

세포 극성

JAM-1과 JAM-3는 세포 극성 단백질과의 상호작용을 통해 세포 극성을 조절하는 데 중요한 역할을 한다.[5]JAM-1, JAM-2, JAM-3는 모두 PAR-3와 상호 작용하여 세포 극성에 영향을 미친다.PAR-3는 세포의 극성 조절 복합체에서 중요한 요소로, 여러 다른 유기체에서 서로 다른 세포 유형의 극성을 조절한다.[12]PAR 콤플렉스의 모든 구성요소는 셀 간 긴밀한 접합 형성을 위해 필요하지만, PAR 복합 구성요소가 존재하지 않아도 조기 접합부가 형성될 수 있다.[3]그러나 이러한 결합이 성숙한 상피세포 결합으로 효율적으로 발전할 수는 없다.또한 JAM-3는 세포질 극성의 국소화를 조절함으로써 정자의 세포 극성에 영향을 미치는 것으로 나타났다.[10]

세포 증식

성인조직의 동태성을 보존하기 위해서는 장기에 따라 다양한 빈도로 노화된 세포가 새로운 세포로 대체되어야 한다.세포 교체율이 높은 장기는 소장과 대장이다.JAM-1은 대장의 세포 증식을 조절하는 것으로 밝혀졌다.[8]JAM-1 결핍 마우스에서는 TA세포의 증식 증가로 대장내 세포 증식량이 크게 증가한 것으로 나타났다.JAM-1은 Akt 활동을 제한하여 수행하는 세포 증식을 억제하는 작용을 한다.[8]최근의 연구들은 또한 세포 수를 조절하는 것보다 조직의 구조적 무결성을 보존하는 JAM-1을 지적하고 있다.

생리학적 과정에서의 역할

JAM은 다음을 포함하여 인체 내의 다양한 생리학적 과정에 중요한 역할을 한다.

촘촘한 접합형성

촘촘한 접합은 상피 세포 표면에 존재하는 장벽의 기능을 대부분 제공하는 역할을 한다.빡빡한 접합부는 JAM-1과 JAM-3의 국산화 기능이 있으며, 잼-3는 빡빡한 접합 부분에서만 국산화된다.[3]촘촘한 접합 생물학에서 JAM-1의 역할은 접합부 생성 중 접합부의 Par-αPKC 복합체의 국산화 때문에 부분적으로 중재를 통해 기능하는 것이다.[3]일단 촘촘한 접합부가 형성되면 많은 JAM-1 단백질이 존재하는데, 그 중 많은 단백질은 현재 Ser285에서 인산염화된다.[3]JAM-1은 또한 상피 세포 내에서 많은 다른 클라우드의 활동을 조절한다.[7]

혈관신생

혈관신생은 오래된 혈관에서 혈관이 생성되는 것이다.연구는 촘촘한 결합에서 발견되는 단백질이 혈관신생 신호 경로를 중간 정도 하는 매개체 역할을 한다는 것을 보여주었다.JAM-1은 혈관신생의 과정을 시작하는 내피세포의 확산을 유도한다.[13]JAM-1의 분석에 따르면 암 증식이나 혈관 수리에서 모두 JAM-1 활성과 FGF2 유도 혈관신생 사이에 상관관계가 있는 것으로 나타났다.[13]

남성 출산율

JAM-3는 정조세포의 발달과 나머지 남성 생식계통의 주요 조절기로 밝혀졌다.남성 생식계의 세르톨리 세포 내에서 JAM-3는 JAM-2와 상호 작용하여 원형과 길쭉한 정자의 극성에 영향을 미친다.[12]JAM-1과 JAM-2도 또한 에 존재하며 혈액 고환 장벽의 극성에 기여한다.또 JAM-3의 불활성화가 남성 생식세포 발달과 증식을 차단해 생식능력을 현저히 저해하는 것으로 나타났다는 연구결과도 있다.[3]

참조

  1. ^ Greene C, Campbell M, Janigro D (January 2019). "Chapter 1 - Fundamentals of Brain–Barrier Anatomy and Global Functions". In Lonser RR, Sarntinoranont M, Bankiewicz K (eds.). Nervous System Drug Delivery. Academic Press. pp. 3–20. doi:10.1016/b978-0-12-813997-4.00001-3. ISBN 978-0-12-813997-4.
  2. ^ a b Ebnet K, Suzuki A, Ohno S, Vestweber D (January 2004). "Junctional adhesion molecules (JAMs): more molecules with dual functions?". Journal of Cell Science. 117 (Pt 1): 19–29. doi:10.1242/jcs.00930. PMID 14657270.
  3. ^ a b c d e f g h i Ebnet K (October 2017). "Junctional Adhesion Molecules (JAMs): Cell Adhesion Receptors With Pleiotropic Functions in Cell Physiology and Development". Physiological Reviews. 97 (4): 1529–1554. doi:10.1152/physrev.00004.2017. PMID 28931565.
  4. ^ Lee HJ, Zheng JJ (May 2010). "PDZ domains and their binding partners: structure, specificity, and modification". Cell Communication and Signaling. 8 (1): 8. doi:10.1186/1478-811X-8-8. PMC 2891790. PMID 20509869.
  5. ^ a b Bauer HC, Traweger A, Bauer H (2004-01-01). HS, Westman J (eds.). 1 - Proteins of the Tight Junction in the Blood-Brain Barrier. Blood-Spinal Cord and Brain Barriers in Health and Disease. San Diego: Academic Press. pp. 1–10. doi:10.1016/b978-012639011-7/50005-x. ISBN 978-0-12-639011-7.
  6. ^ a b Kostrewa D, Brockhaus M, D'Arcy A, Dale GE, Nelboeck P, Schmid G, et al. (August 2001). "X-ray structure of junctional adhesion molecule: structural basis for homophilic adhesion via a novel dimerization motif". The EMBO Journal. 20 (16): 4391–8. doi:10.1093/emboj/20.16.4391. PMC 125582. PMID 11500366.
  7. ^ a b Prota AE, Campbell JA, Schelling P, Forrest JC, Watson MJ, Peters TR, et al. (April 2003). "Crystal structure of human junctional adhesion molecule 1: implications for reovirus binding". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (9): 5366–71. Bibcode:2003PNAS..100.5366P. doi:10.1073/pnas.0937718100. PMC 404559. PMID 12697893.
  8. ^ a b c d e Naik UP, Eckfeld K (2003). "Junctional adhesion molecule 1 (JAM-1)". Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents. 17 (4): 341–7. PMID 15065765.
  9. ^ "JAM2 junctional adhesion molecule 2 [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2019-11-29.
  10. ^ a b c d Ebnet K, Aurrand-Lions M, Kuhn A, Kiefer F, Butz S, Zander K, et al. (October 2003). "The junctional adhesion molecule (JAM) family members JAM-2 and JAM-3 associate with the cell polarity protein PAR-3: a possible role for JAMs in endothelial cell polarity". Journal of Cell Science. 116 (Pt 19): 3879–91. doi:10.1242/jcs.00704. PMID 12953056.
  11. ^ a b c "JAM3 junctional adhesion molecule 3 [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov. Retrieved 2019-11-29.
  12. ^ a b Rehder D, Iden S, Nasdala I, Wegener J, Brickwedde MK, Vestweber D, Ebnet K (October 2006). "Junctional adhesion molecule-a participates in the formation of apico-basal polarity through different domains". Experimental Cell Research. 312 (17): 3389–403. doi:10.1016/j.yexcr.2006.07.004. PMID 16919624.
  13. ^ a b Naik TU, Naik MU, Naik UP (January 2008). "Junctional adhesion molecules in angiogenesis". Frontiers in Bioscience. 13 (13): 258–62. doi:10.2741/2676. PMID 17981544. S2CID 11562413.