Yleiskatsaus
EGF on EGF-proteiiniperheen perustajajäsen. Tämän proteiiniperheen jäsenillä on hyvin samankaltaisia rakenteellisia ja toiminnallisia ominaisuuksia. EGF-perheen jäsenillä on ainakin yksi yhteinen rakenteellinen motiivi, EGF-domeeni, joka koostuu kuudesta konservoituneesta kysteiinijäännöksestä, jotka muodostavat kolme disulfidisidosta. Useimmat niistä syntetisoituvat kalvoassosioituneina pro-muotoina ennen kuin ne vapautuvat proteolyyttisen pilkkoutumisen kautta. EGF:n muita perheenjäseniä ovat muun muassa HB-EGF,TGF-α, epigen, neureguliinit, amfireguliini ja betaselluliini.
Kuva1. EGF-proteiini
G EGF-perheen jäsenet
Taulukko 1. EGF-perheeseen liittyvät tuotteet
- Epiderminen kasvutekijä (EGF)
Epiderminen kasvutekijä (EGF) stimuloi solujen kasvua ja erilaistumista sitoutumalla reseptoriinsa EGFR:ään. Ihmisen EGF on 6 kda:n proteiini, jossa on 53 aminohappojäännöstä ja kolme intramolekulaarista disulfidisidisidosta. EGF kuvattiin alun perin erittyväksi peptidiksi, jota löydettiin hiirten alaotsalohkorauhasista ja ihmisen virtsasta. EGF:ää on sittemmin löydetty monista ihmisen kudoksista, kuten submandibulaarisesta rauhasesta, parotisrauhasesta. Alun perin ihmisen EGF tunnettiin nimellä urogastron.
- Hepariinia sitova EGF:n kaltainen kasvutekijä (HB-EGF)
Hepariinia sitova EGF:n kaltainen kasvutekijä (HB-EGF) kuuluu EGF-proteiiniperheeseen, jota ihmisellä koodaa HBEGF-geeni. HB-EGF:n kaltainen kasvutekijä syntetisoituu kalvoankkuroituneena mitogeenisena ja kemotaktisena glykoproteiinina. Monosyyttien ja makrofagien tuottamaa epidermistä kasvutekijää, jolla on affiniteetti hepariiniin, kutsutaan HB-EGF:ksi. Sillä on osoitettu olevan merkitystä haavan paranemisessa, sydämen hypertrofiassa sekä sydämen kehityksessä ja toiminnassa.
- Transformoiva kasvutekijä-α (TGF-alfa)
Transformoiva kasvutekijä-alfa (TGF-α) on proteiini, jota ihmisellä koodaa TGFA-geeni. Se on mitogeeninen polypeptidi. Proteiini aktivoituu, kun se sitoutuu reseptoreihin, jotka kykenevät proteiinikinaasiaktiivisuuteen solusignaalien välittämiseksi. TGF-α on transformoiva kasvutekijä, joka on ligandina epidermisen kasvutekijän reseptorille, joka aktivoi solujen proliferaatioon, erilaistumiseen ja kehitykseen liittyvän signaalireitin. Tämä proteiini voi toimia joko transmembraaniin sitoutuneena ligandina tai liukoisena ligandina. Tämä geeni on yhdistetty moniin syöpätyyppeihin, ja se voi olla osallisena myös joissakin huuli- ja suulakihalkio-tapauksissa.
- Amphireguliini (AREG)
Amphireguliini, joka tunnetaan myös nimellä AREG, on proteiini, jota ihmisellä koodaa AREG-geeni. Se on autokriininen kasvutekijä sekä mitogeeni astrosyyteille, Schwannin soluille, fibroblasteille. Se on sukua epidermiselle kasvutekijälle (EGF) ja transformoivalle kasvutekijä alfalle (TGF-alfa). Tämä proteiini on vuorovaikutuksessa epidermisen kasvutekijän reseptorin (EGFR) kanssa edistääkseen normaalien epiteelisolujen kasvua.
- Epireguliini (EREG)
Epireguliini koostuu 46 aminohappojäännöksestä. Sen sekundaarirakenne sisältää noin 30 prosenttia β-arkkia säikeessä. Osa jäännöksistä muodostaa silmukoita ja käänteitä vetysidoksista johtuen. Epireguliinin β-arkin prosenttiosuus riippuu domeenista ja sekundäärirakenteista, joita ne miehittävät. Epireguliinin polymeerimolekyylien kaavan mukainen paino on 5280,1 g/mol ja ne ovat polypeptidiä (L), polymeerityyppiä. Epireguliini voi toimia epidermisen kasvutekijäreseptorin (EGFR) ligandina sekä useimpien ERBB (v-erb-b2 onkogeenin homologin) tyrosiinikinaasireseptoriperheen jäsenten ligandina.
- Epigen (EPGN)
Epigen, joka tunnetaan myös nimellä epiteliaalinen mitogeeni (epithelial mitogen), on proteiini, jota ihmisellä koodaa EPGN-geeni. Tämän perheen jäsenet ovat epidermisen kasvutekijäreseptorin ligandeja ja niillä on rooli solujen selviytymisessä, proliferaatiossa ja migraatiossa. Tällä proteiinilla on raportoitu olevan korkea mitogeeninen aktiivisuus mutta alhainen affiniteetti reseptoriinsa. Tämän transkriptin ja proteiinin ilmentymistä on raportoitu rinta-, virtsarakon ja eturauhasen syöpänäytteissä.
- Betaselluliini (BTC)
Betaselluliini on proteiini, jota ihmisellä koodaa BTC-geeni, joka sijaitsee kromosomissa 4 paikassa 4q13-q21. Se syntetisoituu ensisijaisesti transmembraanisena esiasteena, joka sitten prosessoidaan kypsäksi molekyyliksi proteolyyttisten tapahtumien avulla. Tämä proteiini on EGF-reseptorin ligandi. BTC:tä syntetisoidaan monissa aikuisten kudoksissa ja monissa viljellyissä soluissa, kuten sileissä lihassoluissa ja epiteelisoluissa. Kypsän mBTC:n aminohapposekvenssi on 82,5-prosenttisesti identtinen ihmisen BTC:n (hBTC) aminohapposekvenssin kanssa, ja molemmilla on huomattava yleinen samankaltaisuus muiden EGF-perheen jäsenten kanssa.
- Neureguliinit
Neureguliinit eli neuroreguliinit ovat neljän rakenteellisesti toisiinsa sukua olevan proteiinin perhe, joka kuuluu EGF-proteiiniperheeseen. Näillä proteiineilla on osoitettu olevan moninaisia tehtäviä hermoston kehityksessä, ja niillä on useita olennaisia rooleja selkärankaisten alkionkehityksessä, mukaan lukien: sydämen kehitys, Schwannin solujen ja oligodendrosyyttien erilaistuminen, eräät hermosolujen kehityksen näkökohdat sekä neuromuskulaaristen synapsien muodostuminen.
Solutoiminnot
EGF-perheen jäsenet tunnetaan parhaiten kyvystään stimuloida solujen kasvua ja proliferaatiota, ja ne ovat tärkeitä monissa kehitysprosesseissa, mukaan lukien mitogeneesin edistäminen ja mesenkymi- ja epiteelisolujen erilaistuminen. EGF voi myös pysäyttää verenvuodon ja nopeuttaa ihon ja limakalvojen haavan paranemista, lievittää tulehdusta, lievittää kipua ja ehkäistä haavaumia. EGF:n stabiilisuus on erinomainen. Se ei ole helppo menettää virtausta normaalissa lämpötilassa. Se voi muodostaa hyvän koordinointivaikutuksen ihmiskehon eri entsyymien kanssa. Alkuperäistä EGF:ää käytettiin pääasiassa lääketieteen alalla, lähinnä edistämään vaurioituneen epidermiksen, kuten palovammojen ja palovammojen, korjautumista ja uudistumista.
Rooli sairaudessa
Rekombinantti ihmisen epidermisen kasvutekijä, käytetään diabeettisten jalkahaavojen hoitoon. Sitä voidaan antaa injektiona haavakohtaan tai sitä voidaan käyttää paikallisesti. Alustava näyttö osoittaa haavan paranemisen parantuneen. EGF:ää käytetään synteettisten telineiden muokkaamiseen bioteknisten siirteiden valmistusta varten emulsioelektrospinning- tai pinnanmuokkausmenetelmillä. EGF tehostaa hammasytimen kantasolujen (DPSC) osteogeenistä erilaistumista, koska se pystyy lisäämään solunulkoisen matriisin mineralisaatiota. Pieni EGF-pitoisuus (10 ng/ml) riittää aiheuttamaan morfologisia ja fenotyyppisiä muutoksia. Nämä tiedot viittaavat siihen, että DPSC-solut yhdessä EGF:n kanssa voisivat olla tehokas kantasolupohjainen hoito luukudostekniikan sovelluksiin parodontiassa ja suun implantologiassa. HB-EGF:llä on osoitettu olevan merkitystä haavan paranemisessa, sydämen hypertrofiassa sekä sydämen kehityksessä ja toiminnassa.