Overview
EGF jest członkiem założycielem rodziny białek EGF. Członkowie tej rodziny białek mają bardzo podobne cechy strukturalne i funkcjonalne. Członkowie rodziny EGF mają co najmniej jeden wspólny motyw strukturalny, domenę EGF, która składa się z sześciu konserwatywnych reszt cysteinowych tworzących trzy wiązania disulfidowe. Większość z nich jest syntetyzowana w postaci pro form związanych z błoną komórkową, a następnie uwalniana poprzez rozszczepienie proteolityczne. Do innych członków rodziny EGF należą HB-EGF, TGF-α, epigen, neureguliny, amfiregulina, betacellulina i inne.
Figure1. Białko EGF
Członkowie rodziny EGF
Tabela 1. Produkty związane z rodziną EGF
- Epidermalny czynnik wzrostu (EGF)
Epidermalny czynnik wzrostu (EGF) stymuluje wzrost i różnicowanie komórek poprzez wiązanie się ze swoim receptorem, EGFR. Ludzki EGF jest białkiem 6-kDa z 53 resztami aminokwasowymi i trzema wewnątrzcząsteczkowymi wiązaniami disulfidowymi. EGF został pierwotnie opisany jako wydzielany peptyd występujący w gruczołach podszczękowych myszy i w ludzkim moczu. Od tego czasu EGF jest znajdowany w wielu ludzkich tkankach, w tym w gruczole podżuchwowym i śliniance przyusznej. Początkowo ludzki EGF był znany jako urogastrone.
- Czynnik wzrostu podobny do EGF wiążący heparynę (HB-EGF)
Czynnik wzrostu podobny do EGF wiążący heparynę (HB-EGF) jest członkiem rodziny białek EGF, który u ludzi jest kodowany przez gen HBEGF. HB-EGF-podobny czynnik wzrostu jest syntetyzowany jako zakotwiczona w błonie glikoproteina mitogenna i chemotaktyczna. Naskórkowy czynnik wzrostu będzie produkowany przez monocyty i makrofagi, gdyż powinowactwo do heparyny określane jest jako HB-EGF. Wykazano, że odgrywa on rolę w gojeniu ran, przeroście mięśnia sercowego oraz rozwoju i funkcji serca.
- Transformujący czynnik wzrostu-α (TGF-alfa)
Transformujący czynnik wzrostu alfa (TGF-α) jest białkiem, które u ludzi jest kodowane przez gen TGFA. Jest to polipeptyd o działaniu mitogennym. Białko to ulega aktywacji po związaniu się z receptorami zdolnymi do aktywności kinazy białkowej w celu sygnalizacji komórkowej. TGF-α jest transformującym czynnikiem wzrostu, który jest ligandem dla receptora naskórkowego czynnika wzrostu, który aktywuje szlak sygnałowy proliferacji, różnicowania i rozwoju komórek. Białko to może działać zarówno jako ligand związany z transmembraną, jak i ligand rozpuszczalny. Gen ten jest związany z wieloma typami nowotworów, a także może być zaangażowany w niektóre przypadki rozszczepu wargi/paliczka.
- Amfiregulina (AREG)
Amfiregulina, znana również jako AREG, jest białkiem, które u ludzi jest kodowane przez gen AREG. Jest autokrynnym czynnikiem wzrostu, jak również mitogenem dla astrocytów, komórek Schwanna, fibroblastów. Jest spokrewnione z naskórkowym czynnikiem wzrostu (EGF) i transformującym czynnikiem wzrostu alfa (TGF-alfa). Białko to oddziałuje z receptorem naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR) w celu promowania wzrostu prawidłowych komórek nabłonkowych.
- Epiregulina (EREG)
Epiregulina składa się z 46 reszt aminokwasowych. Jej struktura drugorzędowa zawiera około 30 procent arkusza β w splocie. Niektóre z reszt tworzą pętle i skręty dzięki wiązaniu wodorowemu. Procentowy udział arkusza β w epiregulinie zależy od domeny i zajmowanych przez nie struktur drugorzędowych. Cząsteczki polimeryczne epireguliny mają masę cząsteczkową 5280,1 g/mol o typie polipeptydu(L), czyli polimeru. Epiregulina może funkcjonować jako ligand receptora naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), jak również jako ligand większości członków rodziny ERBB (v-erb-b2 oncogene homolog) receptorów kinazy tyrozynowej.
- Epigen (EPGN)
Epigen znany również jako mitogen nabłonkowy jest białkiem, które u ludzi jest kodowane przez gen EPGN. Członkowie tej rodziny są ligandami dla receptora naskórkowego czynnika wzrostu i odgrywają rolę w przeżyciu komórek, proliferacji i migracji. Stwierdzono, że białko to ma wysoką aktywność mitogenną, ale niskie powinowactwo do swojego receptora. Ekspresję tego transkryptu i białka odnotowano w próbkach nowotworów piersi, pęcherza moczowego i prostaty.
- Betacellulina (BTC)
Betacellulina jest białkiem, które u ludzi jest kodowane przez gen BTC zlokalizowany na chromosomie 4 w locus 4q13-q21. Jest ono syntetyzowane głównie jako transmembranowy prekursor, który jest następnie przetwarzany do dojrzałej cząsteczki na drodze proteolitycznej. Białko to jest ligandem dla receptora EGF. BTC jest syntetyzowane w wielu dorosłych tkankach oraz w wielu hodowlanych komórkach, w tym w komórkach mięśni gładkich i komórkach nabłonkowych. Sekwencja aminokwasowa dojrzałego mBTC jest w 82,5% identyczna z sekwencją ludzkiego BTC (hBTC), a oba wykazują znaczne ogólne podobieństwo do innych członków rodziny EGF.
- Neureguliny
Neureguliny lub neuroreguliny to rodzina czterech strukturalnie powiązanych białek, które są częścią rodziny białek EGF. Wykazano, że białka te mają różnorodne funkcje w rozwoju układu nerwowego i odgrywają wiele istotnych ról w embriogenezie kręgowców, w tym: rozwój serca, różnicowanie komórek Schwanna i oligodendrocytów, niektóre aspekty rozwoju neuronów, a także tworzenie synaps nerwowo-mięśniowych.
Funkcje komórkowe
Członkowie rodziny EGF są najlepiej znani ze swojej zdolności do stymulowania wzrostu i proliferacji komórek i są ważni dla wielu procesów rozwojowych, w tym promowania mitogenezy i różnicowania komórek mezenchymalnych i nabłonkowych. EGF może również zatrzymywać krwawienie i przyspieszać gojenie się ran skóry i błon śluzowych, łagodzić stany zapalne, uśmierzać ból i zapobiegać owrzodzeniom. Stabilność EGF jest doskonała. Nie jest łatwo stracić przepływ w normalnej temperaturze. Może tworzyć dobry efekt koordynacji z różnymi enzymami w organizmie człowieka. Pierwotny EGF był stosowany głównie w medycynie, głównie w celu promowania naprawy i regeneracji uszkodzonego naskórka, takiego jak oparzenia i oparzenia.
Rola w chorobie
Rekombinowany ludzki naskórkowy czynnik wzrostu, jest stosowany w leczeniu owrzodzeń stopy cukrzycowej. Może być podawany we wstrzyknięciu w miejsce rany lub może być stosowany miejscowo. Wstępne dowody wskazują na poprawę gojenia się ran. EGF jest używany do modyfikowania syntetycznych rusztowań do produkcji bioinżynieryjnych przeszczepów metodą elektrospinningu emulsyjnego lub metodami modyfikacji powierzchni. EGF odgrywa rolę czynnika wspomagającego osteogenne różnicowanie komórek macierzystych miazgi zębowej (DPSCs), ponieważ jest w stanie zwiększyć mineralizację macierzy zewnątrzkomórkowej. Niskie stężenie EGF (10 ng/ml) wystarcza do wywołania zmian morfologicznych i fenotypowych. Dane te sugerują, że DPSCs w połączeniu z EGF mogą być skuteczną terapią opartą na komórkach macierzystych do zastosowań w inżynierii tkanki kostnej w periodontologii i implantologii jamy ustnej. Wykazano, że HB-EGF odgrywa rolę w gojeniu się ran, przeroście mięśnia sercowego oraz rozwoju i funkcji serca.