Mine sisu juurde

Kasvufaktorid

Allikas: Vikipeedia
Epidermaalse kasvufaktori ehk EGF ruumiline struktuur, mõõdetuna tuumamagnetresonants-spektroskoopia abiga. Pulgakujuliste struktuuridena on joonisel kujutatud üks kolmest molekulisisesest disulfiidsidemest, mis moodustub EGF tsüsteiinijääkide vahel.

Kasvufaktorid on mitmesuguste rakkude poolt sekreteeritavad valgud, mis seonduvad retseptoritega kasvufaktoreid sekreteerivate rakkude pinnal (autokriinselt) või läheduses paiknevate rakkude pinnal (parakriinselt) ning seeläbi annavad impulsi vastavate rakkude kasvuks. Iga kasvufaktor seondub selektiivselt vaid teatud retseptoriga või retseptori paari kune mõne isotüübiga. Näiteks epidermaalne kasvufaktor EGF seondub retseptor-türosiinkinaasiga EGFR ehk ErbB1, kuid mitte struktuurselt sarnaste retseptoritega nagu ErbB2, ErbB3 või ErbB4.[1][2]

Mitmed kasvufaktorid on olulised vereloome kontekstis.

Kasvufaktorid on olulised nii organismi arengu algetappidel kui hilisemas elus, näiteks kudede regenereerumise tagamiseks vigastuse järel või regulaarse kulumise käigus. Samas võib kasvufaktorite ja nende retseptorite anomaalne aktiivsus olla seotud ka mitmete haigustega.[3][4]

Allpool vaadeldakse kasvufaktoreid eeskätt loomade ja konkreetsemalt imetajate organismi kontekstis; taimede puhul leiab teaduskirjanduses ka kasvufaktorite (ingl k growth factors) mainimist, kuid nende ühendite kohta (auksiinid, giberelliinid jms) on õigem kasutada mõistet fütohormoonid.[5]

Kasvufaktorite eristamine sarnase toimega biomolekulidest

[muuda | muuda lähteteksti]

Termini kasvufaktor tähendusväli on lai nii eesti kui inglise keeles ning kattub osaliselt terminitega tsütokiin, mitogeen ja hormoon. Kuigi osad kasvufaktorid on tsütokiinid ja osad on hormoonid, on kõigil nendel mõistetel ka rida iseloomulikke tunnuseid:

Mõned kasvufaktorite käivitatud signaalirajad rakkude sees, mis toetavad rakkude kasvu.

Näiteid kasvufaktoritest ja nende retseptoritest

[muuda | muuda lähteteksti]

Mitmeid kasvufaktoreid toodetakse kõigepealt suuremate prekursor-molekulidena, millest saadakse lühem aktiivne kasvufaktor teatud sidemete selektiivsel proteolüütilisel lagundamisel. Enamik kasvufaktorite retseptoritest kuulub retseptor-türosiinkinaaside klassi, kuigi teatud kasvufaktorid seonduvad tsütokiinide retseptoritega – viimased võivad omakorda omada aktiivsust Ser/Thr kinaasidena või esineda kompleksitena türosiinkinaaside perekonnaga JAK. Mõnevõrra erandlikeks kasvufaktoriteks on Hedgehog, mis seondub valguga Patched ning aktiveerib seeläbi G-valguga seotud retseptorit (GPCR) Smoothened, ja Wnt, mille retseptor Frizzled kuulub samuti GPCR alla.[7][14][15]

Enim uuritud kasvufaktorid on toodud tabelis allpool:

Kasvufaktori või kasvufaktorite perekonna nimetus Kasvufaktori kirjeldus Kasvufaktori retseptor
Epidermaalne kasvufaktor EGF Sisaldab 53 aminohappejääki, seondub retseptorile dimeerina või dimeriseerub enne seondumist (mehhanism pole selge)[16] EGFR (retseptor-türosiinkinaas)
Fibroblastide kasvufaktor FGF Kasvufaktorite perekond, mis sisaldab enam kui 15 liiget (molekulmass 17-34 kDa), millest mõned funktsioneerivad parakriinsena ja mõned endokriinsena; seonduvad dimeersetele retseptoritele ja seejärel dimeriseeruvad ise[17][18] FGFR1, FGFR2, FGFR3, FGFR4 (retseptor-türosiinkinaasid)
Hedgehog 3 liikmest koosnev kasvufaktorite perekond; aktiivsete vormide N-terminaalis on palmitiinhappe jääk ning N-terminaalse domeeni lõpus kolesteroolijääk[19][20] Patched (12 transmembraanse domeeniga retseptor, mis Hedgehog puudumisel inhibeerib G-valguga seotud retseptorit Smoothened)
Insuliinisarnane kasvufaktor IGF IGF1 ja IGF2 (aktiivsed vormid sisaldavad pärast proteolüütilist modifitseerimist vastavalt 70 ja 67 aminohappejääki) sarnanevad struktuurselt insuliiniga[21][22] IGF1R, IGF2R ja insuliini retseptor (retseptor-türosiinkinaasid)
Kasvaja nekroosifaktor alfa ehk TNF alfa (ka lihtsalt TNF) Aktiivse lahustuva vormi molekulmass on 17 kDa, retseptoriga seondub trimeerses vormis[23][24] TNFR1, TNFR2 (tsütokiinide retseptorid tsüsteiinirikka rakuvälise domeeniga)

Kasvufaktorite tootmine ja lokaalne toime

[muuda | muuda lähteteksti]
Kasvufaktor SHH (ingliskekeelsest Sonic hedgehog) määrab selgroogsete embrüonaalses arengus muuhulgas sõrmede või varvaste korrektset arvu jäsemes.[25]

Kasvufaktoreid võivad terves organismis toota väga erinevat tüüpi rakud. Sama kasvufaktorit võivad toota mitmed rakutüübid (see eristab kasvufaktoreid olulisel määral hormoonidest): näiteks FGF2 toodavad nii fibroblastid kui keratinotsüüdid, mastotsüüdid, endoteeli rakud, silelihaskoe rakud kui kondrotsüüdid. Samuti võib üks rakutüüp toota mitmeid kasvufaktoreid – nii toodavad erinevaid kasvufaktoreid makrofaagid ja vereliistakud. Kasvufaktori nimes sisalduv vihje teatud rakutüübile võib samas tähendada nii pigem sekreteerivaid rakke kui pigem neid rakke, millele kasvufaktor mõjub. Näiteks kasvufaktorit PDGF toodavad vereliistakud (kasvufaktori lühendis sisalduv P tuleneb inglisekeelsest platelet), kasvufaktorit NGF toodavad aga pigem immuunsüsteemi rakud, kuid selle oluliseks rolliks on neuriitide kasvu tagamine.[26][27]

Seos patoloogiliste seisunditega ja kasutatavad teraapiad

[muuda | muuda lähteteksti]

Viited

[muuda | muuda lähteteksti]
  1. ↑ Stone, William L.; Leavitt, Logan; Varacallo, Matthew (2024), "Physiology, Growth Factor", StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID 28723053, vaadatud 26. juulil 2024
  2. ↑ Murphrey, Morgan B.; Quaim, Lamisa; Rahimi, Nader; Varacallo, Matthew (2024), "Biochemistry, Epidermal Growth Factor Receptor", StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID 29494066, vaadatud 26. juulil 2024
  3. ↑ De, P.; Dey, N.; Leyland-Jones, B. (1. jaanuar 2013), Maloy, Stanley; Hughes, Kelly (toim-d), "Growth Factor and Signaling Networks", Brenner's Encyclopedia of Genetics (Second Edition), San Diego: Academic Press, lk 365–369, ISBN 978-0-08-096156-9, vaadatud 26. juulil 2024
  4. ↑ Remya Kommeri; Agrawal, Devendra K.; Thankam, Finosh G. (1. jaanuar 2022), Sharma, Chandra P.; Chandy, Thomas; Thomas, Vinoy; Thankam, Finosh G. (toim-d), "Chapter 2 - Overview of current technologies for tissue engineering and regenerative medicine", Tissue Engineering, Academic Press, lk 11–31, ISBN 978-0-12-824064-9, vaadatud 26. juulil 2024
  5. ↑ Sosnowski, Jacek; Truba, Milena; Vasileva, Viliana (2023). "The Impact of Auxin and Cytokinin on the Growth and Development of Selected Crops". Agriculture (inglise). 13 (3): 724. DOI:10.3390/agriculture13030724. ISSN 2077-0472.
  6. ↑ Justiz Vaillant, Angel A.; Qurie, Ahmad (2024), "Interleukin", StatPearls, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, PMID 29763015, vaadatud 26. juulil 2024
  7. ↑ 7,0 7,1 Morán, Grégory Alfonso García; Parra-Medina, Rafael; Cardona, Ananías García; Quintero-Ronderos, Paula; Rodríguez, Édgar Garavito (18. juuli 2013), "Cytokines, chemokines and growth factors", Autoimmunity: From Bench to Bedside [Internet] (inglise), El Rosario University Press, vaadatud 26. juulil 2024
  8. ↑ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002), "Extracellular Control of Cell Division, Cell Growth, and Apoptosis", Molecular Biology of the Cell. 4th edition (inglise), Garland Science, vaadatud 26. juulil 2024
  9. ↑ Blagosklonny, Mikhail V.; Pardee, Arthur B. (2013), "The Restriction Point of the Cell Cycle", Madame Curie Bioscience Database [Internet] (inglise), Landes Bioscience, vaadatud 26. juulil 2024
  10. ↑ Pontes-Quero, Samuel; Fernández-Chacón, Macarena; Luo, Wen; Lunella, Federica Francesca; Casquero-Garcia, Verónica; Garcia-Gonzalez, Irene; Hermoso, Ana; Rocha, Susana F.; Bansal, Mayank; Benedito, Rui (1. mai 2019). "High mitogenic stimulation arrests angiogenesis". Nature Communications (inglise). 10 (1): 2016. DOI:10.1038/s41467-019-09875-7. ISSN 2041-1723.
  11. ↑ Williams, David; Kenyon, Anna; Adamson, Dawn (1. jaanuar 2010), Bennett, Phillip; Williamson, Catherine (toim-d), "Chapter Ten - Physiology", Basic Science in Obstetrics and Gynaecology (Fourth Edition), Churchill Livingstone, lk 173–230, ISBN 978-0-443-10281-3, vaadatud 26. juulil 2024
  12. ↑ Cooper, Geoffrey M. (2000), "Signaling Molecules and Their Receptors", The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition (inglise), Sinauer Associates, vaadatud 26. juulil 2024
  13. ↑ Laron, Z (2001). "Insulin-like growth factor 1 (IGF-1): a growth hormone". Molecular Pathology. 54 (5): 311–316. ISSN 1366-8714. PMC 1187088. PMID 11577173.
  14. ↑ Ratcliff, Matthew; Zhou, Richard Xu; Jermutus, Lutz; Hyvönen, Marko (1. november 2021). "The role of pro-domains in human growth factors and cytokines". Biochemical Society Transactions. 49 (5): 1963–1973. DOI:10.1042/BST20200663. ISSN 0300-5127. PMC 8589418. PMID 34495310.
  15. ↑ Kumar, Vivek; Vashishta, Mohit; Kong, Lin; Wu, Xiaodong; Lu, Jiade J.; Guha, Chandan; Dwarakanath, B. S. (22. aprill 2021). "The Role of Notch, Hedgehog, and Wnt Signaling Pathways in the Resistance of Tumors to Anticancer Therapies". Frontiers in Cell and Developmental Biology. 9: 650772. DOI:10.3389/fcell.2021.650772. ISSN 2296-634X. PMC 8100510. PMID 33968932.
  16. ↑ Ogiso, Hideo; Ishitani, Ryuichiro; Nureki, Osamu; Fukai, Shuya; Yamanaka, Mari; Kim, Jae-Hoon; Saito, Kazuki; Sakamoto, Ayako; Inoue, Mio; Shirouzu, Mikako; Yokoyama, Shigeyuki (2002). "Crystal Structure of the Complex of Human Epidermal Growth Factor and Receptor Extracellular Domains". Cell. 110 (6): 775–787. DOI:10.1016/s0092-8674(02)00963-7. ISSN 0092-8674.
  17. ↑ Chen, Lingfeng; Fu, Lili; Sun, Jingchuan; Huang, Zhiqiang; Fang, Mingzhen; Zinkle, Allen; Liu, Xin; Lu, Junliang; Pan, Zixiang; Wang, Yang; Liang, Guang; Li, Xiaokun; Chen, Gaozhi; Mohammadi, Moosa (2023). "Structural basis for FGF hormone signalling". Nature (inglise). 618 (7966): 862–870. DOI:10.1038/s41586-023-06155-9. ISSN 1476-4687.
  18. ↑ Ornitz, David M; Itoh, Nobuyuki (2001). "Fibroblast growth factors". Genome Biology. 2 (3): reviews3005.1–reviews3005.12. ISSN 1465-6906. PMID 11276432.
  19. ↑ Sasai, Noriaki; Toriyama, Michinori; Kondo, Toru (8. november 2019). "Hedgehog Signal and Genetic Disorders". Frontiers in Genetics. 10: 1103. DOI:10.3389/fgene.2019.01103. ISSN 1664-8021. PMC 6856222. PMID 31781166.
  20. ↑ Xu, Shouying; Tang, Chao (27. aprill 2022). "Cholesterol and Hedgehog Signaling: Mutual Regulation and Beyond". Frontiers in Cell and Developmental Biology. 10: 774291. DOI:10.3389/fcell.2022.774291. ISSN 2296-634X. PMC 9091300. PMID 35573688.
  21. ↑ Werner, Haim (2023). "The IGF1 Signaling Pathway: From Basic Concepts to Therapeutic Opportunities". International Journal of Molecular Sciences (inglise). 24 (19): 14882. DOI:10.3390/ijms241914882. ISSN 1422-0067.
  22. ↑ An, Weidong; Hall, Catherine; Li, Jie; Hung, Albert; Wu, Jiayi; Park, Junhee; Wang, Liwei; Bai, Xiao-chen; Choi, Eunhee (23. märts 2024). "Activation of the insulin receptor by insulin-like growth factor 2". Nature Communications (inglise). 15 (1): 2609. DOI:10.1038/s41467-024-46990-6. ISSN 2041-1723.
  23. ↑ You, Kai; Gu, Hui; Yuan, Zhengwei; Xu, Xuewen (30. juuli 2021). "Tumor Necrosis Factor Alpha Signaling and Organogenesis". Frontiers in Cell and Developmental Biology (inglise). 9. DOI:10.3389/fcell.2021.727075. ISSN 2296-634X.
  24. ↑ Idriss, H. T.; Naismith, J. H. (1. august 2000). "TNF alpha and the TNF receptor superfamily: structure-function relationship(s)". Microscopy Research and Technique. 50 (3): 184–195. DOI:10.1002/1097-0029(20000801)50:3<184::AID-JEMT2>3.0.CO;2-H. ISSN 1059-910X. PMID 10891884.
  25. ↑ Harfe, Brian D.; Scherz, Paul J.; Nissim, Sahar; Tian, Hua; McMahon, Andrew P.; Tabin, Clifford J. (20. august 2004). "Evidence for an expansion-based temporal Shh gradient in specifying vertebrate digit identities". Cell. 118 (4): 517–528. DOI:10.1016/j.cell.2004.07.024. ISSN 0092-8674. PMID 15315763.
  26. ↑ Barrientos, Stephan; Stojadinovic, Olivera; Golinko, Michael S.; Brem, Harold; Tomic‐Canic, Marjana (2008). "PERSPECTIVE ARTICLE: Growth factors and cytokines in wound healing". Wound Repair and Regeneration (inglise). 16 (5): 585–601. DOI:10.1111/j.1524-475X.2008.00410.x. ISSN 1067-1927.
  27. ↑ Aloe, Luigi; Rocco, Maria Luisa; Omar Balzamino, Bijorn; Micera, Alessandra (2015). "Nerve Growth Factor: A Focus on Neuroscience and Therapy". Current Neuropharmacology. 13 (3): 294–303. DOI:10.2174/1570159X13666150403231920. ISSN 1570-159X. PMC 4812798. PMID 26411962.
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Kasvufaktorid&oldid=6690673"