Τετρασπανίνη

Οι τετρασπανίνες (αγγλ.: tetraspanins) αποτελούν μια υπεροικογένεια διαμεμβρανικών πρωτεϊνών που απαντώνται σε όλους τους πολυκύτταρους, ευκαρυωτικούς οργανισμούς. Τα μέλη αυτής της υπεροικογένειας διαθέτουν παρόμοια δομικά χαρακτηριστικά. Οι τετρασπανίνες συμμετέχουν σε διάφορες κυτταρικές λειτουργίες και η δυσλειτουργία τους έχει ενοχοποιηθεί για μια ποικιλία ετερόκλητων παθολογικών καταστάσεων, όπως για παράδειγμα η X-φυλοσύνδετη διανοητική καθυστέρηση, η ανεπάρκεια αντισωμάτων και η εκφύλιση του αμφιβληστροειδούς χιτώνα του οφθαλμού. Πλέον, οι τετρασπανίνες θεωρούνται μοριακοί μεσολαβητές που αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες και τις αγκυροβολούν σε ειδικά τμήματα της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτά τα τμήματα της μεμβράνης ονομάζονται ιστοί τετρασπανινών (αγγλ.: tetraspanin webs) ή μικροπεδία εμπλουτισμένα σε τετρασπανίνες (αγγλ.: tetraspanin enriched microdomains, ΤΕΜ). Τα ΤΕΜ αποτελούν λειτουργικές περιοχές της κυτταρικής μεμβράνης, στις οποίες ρυθμίζεται η δραστηριότητα των εκεί αγκυροβολημένων πρωτεϊνών.

 Οι τετρασπανίνες είναι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες και το μήκος τους κυμαίνεται μεταξύ 200 και 350 αμινοξικών καταλοίπων. Η πεπτιδική τους αλυσίδα διαπερνά τέσσερις φορές τη πλασματική μεμβράνη, εξ ου και η ονομασία τους. Οι τέσσερις διαμεμβρανικές περιοχές είναι υδρόφοβες και προσδιορίζονται ως ΤΜ1, ΤΜ2, ΤΜ3 και ΤΜ4. Άλλες δομικές περιοχές των τετρασπανινών είναι: η βραχεία εξωκυττάρια φουρκέτα (SEL ή SED ή EC1) η οποία ενώνει την ΤΜ1 με τη ΤΜ2 η μακρά εξωκυττάρια φουρκέτα (LEL ή LED ή EC2) που ενώνει τη ΤΜ3 με τη ΤΜ4 μία πολύ μικρή ενδοκυττάρια φουρκέτα (IL) που ενώνει τη ΤΜ2 με τη ΤΜ3 μία βραχεία κυτταροπλασματική ουρά στο αμινοτελικό και μία βραχεία κυτταροπλασματική ουρά στο καρβοξυτελικό άκρο της πρωτεΐνης.Όσον αφορά την πρωτοταγή δομή, οι τετρασπανίνες δεν εμφανίζουν υψηλή ομολογία μεταξύ τους και μόνο ελάχιστα αμινοξικά κατάλοιπα είναι συντηρημένα μεταξύ των μελών της οικογένειας. Παρόλα αυτά, τα συντηρημένα αυτά αμινοξέα αποτελούν το χαρακτηριστικό γνώρισμα που διαχωρίζει τις τετρασπανίνες από άλλες πρωτεΐνες με 4 διαμεμβρανικές περιοχές. Οι ΤΜ περιοχές περιέχουν συχνά πολικά αμινοξέα όπως ασπαραγίνη, γλουταμινικό και γλουταμίνη. Επίσης, η EC2 περιέχει ολιγάριθμα συντηρημένα κυστεϊνικά κατάλοιπα, δύο εκ των οποίων συμμετέχουν στο σχηματισμό του υπερσυντηρημένου –και χαρακτηριστικού για τις τετρασπανίνες- μοτίβου CCG. Αυτά τα κυστεϊνικά κατάλοιπα καθώς και το CCG μοτίβο συμμετέχουν στο σχηματισμό δισουλφιδικών δεσμών στη EC2. Συντηρημένα κυστεϊνικά κατάλοιπα υπάρχουν επίσης και στις ενδοκυττάριες περιοχές τα οποία και συμμετέχουν στην παλμιτυλίωση των τετρασπανινών.Εκτός από τη παλμιτυλίωση, άλλη μετα-μεταφραστική τροποποίηση που υπόκεινται πολλές τετρασπανίνες είναι η γλυκοζυλίωση της EC2. Η ύπαρξη της υπεροικογένειας των τετρασπανινών προτάθηκε για πρώτη φορά το 1990, επομένως αυτό το πεδίο έρευνας είναι σχετικά πρόσφατο και για αυτό το λόγο δεν έχουν διαλευκανθεί ακόμα πλήρως όλες οι λειτουργίες τους. Η αδρανοποίηση των τετρασπανινών επηρεάζει ένα μεγάλο εύρος φυσιολογικών λειτουργιών τόσο στον άνθρωπο όσο και σε άλλα είδη, όπως ο ποντικός και η δροσόφιλα. Πλέον θεωρείται ότι οι τετρασπανίνες δρουν ως μοριακοί μεσολαβητές που αλληλεπιδρούν με άλλες πρωτεΐνες και τις αγκυροβολούν στα ΤΕΜ. Εκεί, οι τετρασπανίνες επηρεάζουν τη λειτουργία των πρωτεϊνών με τις οποίες αλληλεπιδρούν ρυθμίζοντας κάποια από τις εξής διεργασίες: Την πρωτεόλυση της πρωτεΐνης Την ενδοκυττάρια μεταφορά της πρωτεΐνης Την πρόσδεση των πρωτεϊνών-υποδοχέων με τον προσδέτη τους Τη μεταγωγή σήματος από τις πρωτεΐνες-υποδοχείς. Οι τετρασπανίνες εντοπίζονται σε ένα μεγάλο εύρος οργανισμών, από τους πολυκύτταρους μύκητες μέχρι τον άνθρωπο. Κάθε είδος διαθέτει διαφορετικό αριθμό τετρασπανινών. Στον άνθρωπο έχουν εντοπιστεί 33 τετρασπανίνες και έχει προταθεί η ταξινόμησή τους σε 4 οικογένειες βάσει φυλογενετικών αναλύσεων. Κατά σείρα φθίνοντα αριθμού μελών οι οικογένειες αυτές είναι: η οικογένεια CD η οικογένεια RDS η οικογένεια CD63 και η οικογένεια των ουροπλακινών. α Tetra (ελλ.: τετράκις) + span (ελλ.: διαπερνώ). β ΤΜ εκ του transmembrane (ελλ.: διαμεμβρανικός). γ SEL εκ του short extracellular loop (ελλ.: βραχεία εξωκυττάρια φουρκέτα), SED εκ του short extracellular domain (ελλ.: βραχεία εξωκυττάρια περιοχή), EC εκ του extracellular (ελλ.: εξωκυττάριος). δ LEL εκ του long extracellular loop (ελλ.: μακρά εξωκυττάρια φουρκέτα), LED εκ του long extracellular domain (ελλ.: μακρά εξωκυττάρια περιοχή) και EC εκ του extracellular (ελλ.: εξωκυττάριος). ε IL εκ του intracellular loop (ελλ.: ενδοκυττάρια φουρκέτα). στ Κυστεΐνη- κυστεΐνη-γλυκίνη. ζ RDS εκ του peripherin/retinal degeneration slow (Αγγλικά) Interpro (Αγγλικά) NCBI CDD