Overzicht
EGF is het stichtende lid van de EGF-familie van eiwitten. De leden van deze eiwitfamilie hebben sterk vergelijkbare structurele en functionele kenmerken. De leden van de EGF-familie hebben ten minste één gemeenschappelijk structureel motief, het EGF-domein, dat bestaat uit zes geconserveerde cysteïneresiduen die drie disulfidebindingen vormen. De meeste worden gesynthetiseerd in membraan-geassocieerde pro-vormen voordat zij door proteolytische splitsing worden vrijgemaakt. Andere leden van de EGF-familie zijn HB-EGF, TGF-α, epigen, neuregulines, amphireguline, betacelluline en andere.
Figuur1. EGF-eiwit
Leden van de EGF-familie
Tabel 1. Aan de EGF-familie verwante producten
- Epidermale groeifactor (EGF)
Epidermale groeifactor (EGF) stimuleert de celgroei en -differentiatie door zich te binden aan zijn receptor, EGFR. Menselijk EGF is een 6-kDa-eiwit met 53 aminozuurresiduen en drie intramoleculaire disulfidebindingen. EGF werd oorspronkelijk beschreven als een gesecreteerd peptide dat werd aangetroffen in de submaxillaire klieren van muizen en in menselijke urine. Sindsdien is EGF in veel menselijke weefsels aangetroffen, waaronder de submandibulaire klier en de oorspeekselklier. Aanvankelijk stond menselijk EGF bekend als urogastrone.
- Heparinebindende EGF-achtige groeifactor (HB-EGF)
Heparinebindende EGF-achtige groeifactor (HB-EGF) is een lid van de EGF-familie van eiwitten dat bij de mens wordt gecodeerd door het HBEGF-gen. HB-EGF-achtige groeifactor wordt gesynthetiseerd als een membraan-geankerd mitogeen en chemotactisch glycoproteïne. Een epidermale groeifactor die door monocyten en macrofagen wordt geproduceerd, met een affiniteit voor heparine, wordt HB-EGF genoemd. Aangetoond is dat het een rol speelt bij wondgenezing, cardiale hypertrofie en de ontwikkeling en functie van het hart.
- Transformerende groeifactor-α (TGF-alfa)
Transformerende groeifactor-alfa (TGF-α) is een eiwit dat bij de mens wordt gecodeerd door het TGFA-gen. Het is een mitogeen polypeptide. Het eiwit wordt geactiveerd wanneer het bindt aan receptoren die in staat zijn tot proteïnekinase-activiteit voor cellulaire signalering. TGF-α is een transformerende groeifactor die een ligand is voor de epidermale groeifactor-receptor, die een signaaltransductieroute activeert voor celproliferatie, -differentiatie en -ontwikkeling. Dit eiwit kan zowel een transmembraangebonden ligand als een oplosbaar ligand zijn. Dit gen is in verband gebracht met vele soorten kanker, en het kan ook betrokken zijn bij sommige gevallen van gespleten lip/gehemelte.
- Amphireguline (AREG)
Amphireguline, ook bekend als AREG, is een eiwit dat bij mensen wordt gecodeerd door het AREG-gen. Het is een autocriene groeifactor en een mitogeen voor astrocyten, Schwann cellen, fibroblasten. Het is verwant aan epidermale groeifactor (EGF) en transformerende groeifactor-alfa (TGF-alfa). Dit eiwit staat in wisselwerking met de epidermale-groeifactorreceptor (EGFR) om de groei van normale epitheelcellen te bevorderen.
- Epireguline (EREG)
Epireguline bestaat uit 46 aminozuurresiduen. De secundaire structuur bevat ongeveer 30 procent van de β-sheet in de streng. Sommige van de residuen vormen lussen en bochten als gevolg van de waterstofbruggen. Het percentage β-sheet in epireguline is afhankelijk van het domein en de secundaire structuren die zij innemen. De polymere moleculen van epireguline hebben een formulegewicht van 5280,1 g/mol met een polypeptide(L), een polymeertype. Epireguline kan functioneren als ligand van de epidermale groeifactorreceptor (EGFR), alsook als ligand van de meeste leden van de ERBB-familie (v-erb-b2 oncogene homolog) van tyrosinekinase-receptoren.
- Epigen (EPGN)
Epigen, ook bekend als epitheliaal mitogeen, is een eiwit dat bij de mens wordt gecodeerd door het EPGN-gen. Leden van deze familie zijn liganden voor de epidermale groeifactor receptor en spelen een rol bij celoverleving, proliferatie en migratie. Van dit eiwit is bekend dat het een hoge mitogene activiteit heeft maar een lage affiniteit voor zijn receptor. Expressie van dit transcript en eiwit is gemeld in kankerspecimens van de borst, blaas en prostaat.
- Betacelluline (BTC)
Betacelluline is een eiwit dat bij de mens wordt gecodeerd door het BTC-gen dat zich op chromosoom 4 op locus 4q13-q21 bevindt. Het wordt voornamelijk gesynthetiseerd als een transmembraan precursor, die vervolgens wordt verwerkt tot een volwassen molecuul door proteolytische gebeurtenissen. Dit eiwit is een ligand voor de EGF-receptor. BTC wordt gesynthetiseerd in een breed scala van volwassen weefsels en in veel gekweekte cellen, waaronder gladde spiercellen en epitheelcellen. De aminozuursequentie van rijpe mBTC is voor 82,5% identiek aan die van menselijke BTC (hBTC), en beide vertonen aanzienlijke algemene gelijkenis met andere leden van de EGF-familie.
- Neuregulines
Neuregulines of neuroregulines zijn een familie van vier structureel verwante eiwitten die deel uitmaken van de EGF-familie van eiwitten. Van deze eiwitten is aangetoond dat zij diverse functies hebben in de ontwikkeling van het zenuwstelsel en dat zij meerdere essentiële rollen spelen in de embryogenese van vertebraten, waaronder: de ontwikkeling van het hart, de differentiatie van Schwanncellen en oligodendrocyten, sommige aspecten van de ontwikkeling van neuronen, alsmede de vorming van neuromusculaire synapsen.
Cellulaire functies
EGF-familieleden zijn vooral bekend om hun vermogen celgroei en -proliferatie te stimuleren en zijn belangrijk voor veel ontwikkelingsprocessen, waaronder het bevorderen van mitogenese en differentiatie van mesenchymale en epitheliale cellen. EGF kan ook bloedingen stoppen en de wondgenezing van huid en slijmvlies versnellen, ontstekingen verlichten, pijn verlichten en zweren voorkomen. De stabiliteit van EGF is uitstekend. Het vloeit niet gemakkelijk weg bij normale temperatuur. Het kan een goed coördinatie-effect vormen met diverse enzymen in het menselijk lichaam. Het oorspronkelijke EGF werd voornamelijk gebruikt op medisch gebied, voornamelijk om het herstel en de regeneratie van beschadigde opperhuid te bevorderen, zoals bij brandwonden en brandwonden.
Rol bij ziekte
Recombinant humane epidermale groeifactor, wordt gebruikt om diabetische voetzweren te behandelen. Het kan worden toegediend door injectie op de plaats van de wond, of kan plaatselijk worden gebruikt. Voorlopig bewijs toont een verbeterde wondgenezing aan. EGF wordt gebruikt om synthetische scaffolds te modificeren voor de vervaardiging van biotechnologische transplantaten door middel van emulsie-elektrospinning of methoden van oppervlaktemodificatie. EGF speelt een versterkende rol bij de osteogene differentiatie van stamcellen uit de tandpulpa (DPSC’s) omdat het de extracellulaire matrixmineralisatie kan verhogen. Een lage concentratie EGF (10 ng/ml) is voldoende om morfologische en fenotypische veranderingen te induceren. Deze gegevens suggereren dat DPSCs in combinatie met EGF een effectieve stamceltherapie zou kunnen zijn voor botweefsel engineering toepassingen in parodontologie en orale implantologie. Van HB-EGF is aangetoond dat het een rol speelt bij wondgenezing, cardiale hypertrofie, en hartontwikkeling en -functie.