Översikt
EGF är den grundande medlemmen i EGF-familjen av proteiner. Medlemmarna i denna proteinfamilj har mycket likartade strukturella och funktionella egenskaper. Medlemmarna i EGF-familjen har minst ett gemensamt strukturellt motiv, EGF-domänen, som består av sex bevarade cysteinrester som bildar tre disulfidbindningar. De flesta syntetiseras i membranassocierade proformer innan de frigörs genom proteolytisk klyvning. EGF:s andra familjemedlemmar är HB-EGF, TGF-α, epigen, neureguliner, amfiregulin, betacellulin och andra.
Figur1. EGF-protein
Ledamöter i EGF-familjen
Tabell 1. EGF-familjen relaterade produkter
- Epidermal tillväxtfaktor (EGF)
Epidermal tillväxtfaktor (EGF) stimulerar celltillväxt och differentiering genom att binda till sin receptor, EGFR. Human EGF är ett 6 kDa-protein med 53 aminosyrarester och tre intramolekylära disulfidbindningar. EGF beskrevs ursprungligen som en utsöndrad peptid som finns i mössens submaxillära körtlar och i mänsklig urin. EGF har sedan dess hittats i många mänskliga vävnader, bland annat i submandibulära körtlar och parotidkörtlar. Ursprungligen var human EGF känd som urogastron.
- Heparinbindande EGF-liknande tillväxtfaktor (HB-EGF)
Heparinbindande EGF-liknande tillväxtfaktor (HB-EGF) är en medlem av EGF-familjen av proteiner som hos människor kodas av HBEGF-genen. HB-EGF-liknande tillväxtfaktor syntetiseras som ett membranförankrat mitogent och kemotaktiskt glykoprotein. En epidermal tillväxtfaktor kommer att produceras av monocyter och makrofager, eftersom en affinitet för heparin benämns HB-EGF. Den har visat sig spela en roll vid sårläkning, hjärthypertrofi och hjärtats utveckling och funktion.
- Transformerande tillväxtfaktor-α (TGF-alfa)
Transformerande tillväxtfaktor alfa (TGF-α) är ett protein som hos människor kodas av TGFA-genen. Det är en mitogen polypeptid. Proteinet aktiveras när det binder till receptorer som har förmåga till proteinkinasaktivitet för cellulär signalering. TGF-α är en transformerande tillväxtfaktor som är en ligand för den epidermala tillväxtfaktorreceptorn, som aktiverar en signalväg för cellproliferation, differentiering och utveckling. Detta protein kan fungera antingen som en transmembranbunden ligand eller en löslig ligand. Denna gen har förknippats med många typer av cancer, och den kan också vara involverad i vissa fall av läpp- och gomspalt.
- Amphiregulin (AREG)
Amphiregulin, även känt som AREG, är ett protein som hos människor kodas av AREG-genen. Det är en autokrin tillväxtfaktor samt ett mitogen för astrocyter, Schwann-celler, fibroblaster. Det är besläktat med epidermal tillväxtfaktor (EGF) och transformerande tillväxtfaktor alfa (TGF-alfa). Detta protein interagerar med den epidermala tillväxtfaktorreceptorn (EGFR) för att främja tillväxten av normala epitelceller.
- Epiregulin (EREG)
Epiregulin består av 46 aminosyrarester. Dess sekundärstruktur innehåller cirka 30 procent β-blad i strängen. Vissa av resterna bildar slingor och vändningar på grund av vätebindning. Procentandelen β-blad i epiregulin beror på domänen och de sekundärstrukturer som de upptar. De polymera molekylerna av epiregulin har formelvikten 5280,1 g/mol med en polypeptid(L), en polymertyp. Epiregulin kan fungera som en ligand för epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR), samt som en ligand för de flesta medlemmar av ERBB-familjen (v-erb-b2 onkogen homolog) av tyrosinkinasreceptorer.
- Epigen (EPGN)
Epigen som även kallas epitelial mitogen är ett protein som hos människor kodas av EPGN-genen. Medlemmar av denna familj är ligander för den epidermala tillväxtfaktorreceptorn och spelar en roll i cellöverlevnad, proliferation och migration. Detta protein har rapporterats ha hög mitogen aktivitet men låg affinitet för sin receptor. Uttryck av detta transkript och protein har rapporterats i cancerprover från bröst, urinblåsa och prostata.
- Betacellulin (BTC)
Betacellulin är ett protein som hos människor kodas av BTC-genen som är lokaliserad på kromosom 4 vid lokus 4q13-q21. Det syntetiseras främst som en transmembranprekursor, som sedan bearbetas till mogen molekyl genom proteolytiska händelser. Detta protein är en ligand för EGF-receptorn. BTC syntetiseras i ett stort antal vuxna vävnader och i många odlade celler, inklusive glatta muskelceller och epitelceller. Aminosyrasekvensen för moget mBTC är till 82,5 % identisk med den för humant BTC (hBTC), och båda uppvisar betydande övergripande likheter med andra medlemmar av EGF-familjen.
- Neureguliner
Neureguliner eller neuroreguliner är en familj av fyra strukturellt besläktade proteiner som ingår i EGF-familjen av proteiner. Dessa proteiner har visat sig ha olika funktioner i nervsystemets utveckling och spelar flera viktiga roller i embryogenesen hos ryggradsdjur, bland annat: hjärtutveckling, differentiering av Schwann-celler och oligodendrocyter, vissa aspekter av neuronal utveckling samt bildandet av neuromuskulära synapser.
Cellulära funktioner
EGF-familjemedlemmar är mest kända för sin förmåga att stimulera celltillväxt och proliferation och är viktiga för många utvecklingsprocesser, inklusive främjande av mitogenes och differentiering av mesenkymala och epitelceller. EGF kan också stoppa blödning och påskynda sårläkning av hud och slemhinnor, lindra inflammation, lindra smärta och förebygga sår. Stabiliteten hos EGF är utmärkt. Det är inte lätt att förlora flödet vid normal temperatur. Det kan bilda en god samordningseffekt med olika enzymer i människokroppen. Den ursprungliga EGF användes främst inom det medicinska området, främst för att främja reparation och regenerering av skadad epidermis, såsom brännskador och skållningar.
Roll vid sjukdom
Rekombinant human epidermal tillväxtfaktor, används för att behandla diabetiska fotsår. Den kan ges genom injektion i sårstället eller kan användas lokalt. Preliminära bevis visar på förbättrad sårläkning. EGF används för att modifiera syntetiska scaffolds för tillverkning av biotekniska transplantat genom emulsionselektrospinning eller ytmodifieringsmetoder. EGF spelar en förstärkande roll för osteogen differentiering av stamceller från tandpulpan (DPSC) eftersom det kan öka mineraliseringen av den extracellulära matrisen. En låg koncentration av EGF (10 ng/ml) är tillräcklig för att framkalla morfologiska och fenotypiska förändringar. Dessa data tyder på att DPSC i kombination med EGF skulle kunna vara en effektiv stamcellsbaserad terapi för benvävnadstekniska tillämpningar inom parodontologi och oral implantologi. HB-EGF har visat sig spela en roll vid sårläkning, hjärthypertrofi och hjärtats utveckling och funktion.