Структура и функции интерферонов. Методы получение интерферонов

Интерфероны (ИФН) - семейство индуцируемых секреторных белков, вырабатываемых клетками эукариотов в ответ на вирусы и другие стимулы.

Известны три группы интерферонов:

a-интерфероны – образуются при воздействии вирусов на лейкоциты;

b- интерфероны – образуются при воздействии вирусов на фибробласты;

g- интерфероны – продуцируются Т-лимфоцитами в ответ на воздействие бактериальными и вирусными антигенами или антисыворотками против поверхностных детерминант лимфоцитов.

Все интерфероны (кроме α-И) гликопротеины; они представляют собой типичные глобулярные белки, причем на долю α-спиральных структур приходится от 40 до 75 %. В α-И обнаружены две дисульфидные связи. Интерфероны — низкомолекулярные белки из 146 — 166 аминокислотных остатков; видоспецифичны.

К числу наиболее хорошо исследованных интерферонов человека следует отнести α-интерфероны; число генов, их кодирующих, примерно 20. g-Интерферон в отличие от гетерогенного класса α-интерферонов представлен всего одним индивидуальным белком, который кодируется одним геном. Менее ясна ситуация в отношении β-интерферонов. Выделен только один белок, соответствующий β-интерферону человека, — интерферон β1; ему соответствует практически вся противовирусная активность, обнаруживаемая после индукции фибробластов. Не исключено, что в геноме существует ряд генов, кодирующих различные β-интерфероны. Интерфероны — это первая линия обороны против инфекции.

Гены, кодирующие человеческие интерфероны α и β, располагаются на коротком плече 9-й хромосомы и не содержат интронов. Первичным продуктом трансляции информационной РНК ИФН-α является полипептид, содержащий 188-189 аминокислот, из которых первые 23 составляют гидрофобный сигнальный полипептид, который отщепляется при транспорте из клетки. Зрелый ИФН-α, таким образом, состоит из 165-166 аминокислот, причем последние 10, вероятно, несущественны для биологической активности. Зрелый ИФН-α не гликозилирован.

ИФН-β представляет собой белок, содержащий 187 аминокислот с сигнальным пептидом (из 21 аминокислоты). ИФН-β имеет единственно возможное место для N-гликозилирования; он более гидрофобен, чем ИФН-α. ИФН-α и ИФН-β обладают примерно равной 29% гомологией последовательностей, но она гораздо выше в двух высококонсервативных доменах между аминокислотами 28-40 и 120-150. Второй высококонсервативный домен участвует в связывании с клеточными рецепторами.

Ген для ИФН-g расположен на 12-й хромосоме и в отличие от генов ИФН-а/β имеет три интрона и очень большие фланкирующие области (110 и 587 нуклеотидов в областях 5' и 3' соответственно). Активный белок представляет собой 166-аминокислотный полипептид с сигнальным пептидом, состоящим из 20 аминокислот. Зрелый белок содержит избыток основных аминокислотных остатков и лабилен к изменениям температуры и в кислой среде. Существуют две формы человеческого ИФН-g: 20000 и 25 000 дальтон; это белки, образующиеся при посттрансляционном процессинге первичного продукта (17000 дальтон), что связано с разной степенью гликозилирования двух потенциальных мест.

Механизм действия интерферона можно свести к следующим основным этапам. Связываясь с клеточными рецепторами, интерфероны инициируют синтез двух ферментов: 2',5'-олигоаденилат-синтетазы и протеинкиназы за счет инициации транскрипции соответствующих генов. Оба фермента проявляют свою активность в присутствии двухцепочечных ДНК, являющихся продуктами репликации многих вирусов или содержащихся в их вирионах. Фермент 2',5'-олигоаденилатсинтетазакатализирует синтез 2',5'-олиго-аденилатов (из АТР), которые активируют клеточную рибонуклеазу I; протеинкиназа фосфорилирует фактор инициации трансляции IF₂. В результате этих событий ингибируются биосинтез белка и размножение вируса (деградация иРНК и рРНК) в инфицированной клетке, что вызывает ее лизис. Вероятны и другие механизмы действия интерферонов, например, инактивация тРНК, нарушение процессов метилирования и др.

Интерфероны широко используются для лечения различных тяжелых заболеваний — острого вирусного гепатита, рассеянного склероза, остеосаркомы, миеломы и некоторых видов лимфом. Их применяют и для лечения меланом, ряда опухолей гортани, легких и мозга.

Дата добавления: 2015-07-07