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.

 Δομή 
250px|μικρογραφία|Οι τετρασπανίνες διαθέτουν 4 διαμεμβρανικές περιοχές, δύο εξωκυττάριες φουρκέτες (EC1 και EC2), μια μικρή ενδοκυττάρια φουρκέτα και 2 κυτταροπλασματικές ουρές. Στην εικόνα καταδεικνύεται και η ύπαρξη των συντηρημένων αμινοξέων.
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.

 Λειτουργίες 

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.

Ανθρώπινες τετρασπανίνες

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. 
Κατάλογος ανθρώπινων τετρασπανινών
 Οικογένεια  Τετρασπανίνη  Άλλες ονομασίες  Γονίδιο CD  TSPAN1  NET1, TM4C, TM4SF  TSPAN1 TSPAN2  NET3, TSN2  TSPAN2  TSPAN4  NAG2, TM4SF7  TSPAN4  TSPAN8  CO-029, TM4SF3  TSPAN8  TSPAN9  NET5, PP1057  TSPAN9  TSPAN16  TM-8, TM4-B, TM4SF16  TSPAN16  TSPAN18  UNQ3042/PRO9858  TSPAN18  TSPAN19  -  TSPAN19  TSPAN24  CD151, GP27, MER2, PETA-3, RAPH, SFA1  CD151  TSPAN25  CD53, MOX44  CD53  TSPAN26  CD37, GP52-40  CD37  TSPAN27  CD82, 4F9, C33, GR15, IA4, KAI1, R2, SAR2, ST6  CD82  TSPAN28  CD81, CVID6, S5.7, TAPA1  CD81  TSPAN29  CD9, GIG2, BTCC-1, DRAP-27, MIC3, MRP-1  CD9  TSPAN33  PEN  TSPAN33 RDS  TSPAN5 NET4, TM4SF9 TSPAN5  TSPAN10 OCSP  TSPAN10  TSPAN11  UNQ1971, VSSW1971 TSPAN11  TSPAN14 DC-TM4F2, TM4SF14 TSPAN14  TSPAN15 UNQ677/PRO1311, 2700063A19Rik, NET7,  TM4SF15 TSPAN15  TSPAN17 FBX23, FBXO23, TM4SF17 TSPAN17  TSPAN22 PRPH2,  AOFMD, AVMD, CACD2, DS, PRPH, RDS, RP7, rd2  PRPH2  TSPAN23 ROM1, ROSP1, RP7 ROM1  CD63  TSPAN3  TM4-A, TM4SF8 TSPAN3  TSPAN6 UNQ767/PRO1560, T245, TM4SF6 TSPAN6  TSPAN7  CD231, A15, CCG-B7, DXS1692E, MRX58, MXS1, TALLA-1, TM4SF2, TM4SF2b  TSPAN7  TSPAN13 UNQ260/PRO296, NET-6, NET6, TM4SF13 TSPAN13  TSPAN30 CD63, LAMP-3, ME491, MLA1, OMA81H  CD63  TSPAN31 SAS  TSPAN31 Ουροπλακίνες  TSPAN12 UNQ774/PRO1568, EVR5, NET2, TM4SF12 TSPAN12  TSPAN20 uroplakin 1B   UPK1B  TSPAN21 uroplakin 1A  UPK1A    TSPAN32 ART1, PHEMX, PHMX, TSSC6 TSPAN32

 Υποσημειώσεις 
  Tetra (ελλ.: τετράκις) + span (ελλ.: διαπερνώ).
 ΤΜ εκ του transmembrane (ελλ.: διαμεμβρανικός).
 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).
 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).
  IL εκ του intracellular loop (ελλ.: ενδοκυττάρια φουρκέτα).
 Κυστεΐνη- κυστεΐνη-γλυκίνη.
 RDS εκ του peripherin/retinal degeneration slow

Παραπομπές

 Εξωτερικοί σύνδεσμοι 

  Interpro
  NCBI CDD

Κατηγορία:Μεμβρανικές πρωτεΐνες
Κατηγορία:Κυτταρολογία
Κατηγορία:Ανοσολογία