ИЛ-2: последовательность и биохимическая характеристика
Нормальные Т-клетки после стимуляции митогенами секретируют очень небольшие количества IL-2 , что затрудняет получение высокоочищенного IL-2 [ Watson, ea, 1982 ]. Поэтому аминокислотная последовательность IL-2 была установлена в результате определения нуклеотидной последовательности кДНК [ Taniguchi, ea, 1983 ].
Анализ последовательности кДНК IL-2 показал, что IL-2 синтезируется в виде предшественника, состоящего из 153 аминокислот и процессируется в зрелую форму после отщепления сигнального пептида. Зрелый белок состоит из 133 аминокислот. Молекулярный вес этого белка, его N-концевая последовательность и изоэлектрическая точка, вычисленная из соотношения основных и кислых аминокислот, совпали с данными, предложенными ранее для очищенного IL-2 [ Gillis, ea, 1982 , Ruscetti F.W., ea, 1981 ].
В зрелом белке присутствуют три цистеиновых остатка, два из которых (58 и 105) связаны внутримолекулярной дисульфидной связью [ Robb, ea, 1984 , Liang, ea, 1986 ].
В молекуле IL-2 нет потенциальных сайтов N-гликозилирования , но возможно гликозилирование через О-связь треонина в положении 3. Гликозилирование по этому положению подтверждено экспериментально. Присоединяемая углеводная цепь состоит, в основном, из N-ацетил-D-галактозамина , N-ацетилнейраминовой кислоты и галактозы . Различия в структуре углеводной цепи определяют гетерогенность молекулы IL-2 по размерам и заряду [ Conradi, ea, 1985 , Robb, ea, 1986 ].
Потеря одного или двух первых N-концевых остатков полипептидной цепи также вносит вклад в гетерогенность IL-2. Однако, в процентном отношении содержание этих молекулярных форм IL-2 невелико [ Robb, ea, 1984 ].
Показано, что in vitro биологическая активность IL-2 практически не зависит от наличия углеводной цепи [ Rosenberg S.A., ea, 1984 ]. Тем не менее, не исключено, что гликозилирование имеет значение для функционирования IL-2 in vivo.
Кроме кДНК IL-2 человека были клонированы кДНК IL-2 других видов: гиббона [ Chen S.J., ea, 1985 ], мыши [ Kashima, ea, 1985 , Yokota, ea, 1985 ], крысы [ McKnight A.J., ea, 1989 ], быка [ Reeves, ea, 1986 , Cerretti, ea, 1986 ] и овцы [ Scow, ea, 1990 ]. Для нуклеотидных последовательностей кДНК IL-2 этих видов характерна высокая степень гомологии (от 70% между последовательностями человека и мыши до 100% между последовательностями человека и гиббона). Степень гомологии между нуклеотидными последовательностями несколько выше, чем между соответствующими аминокислотными последовательностями.
К консервативным элементам молекулы IL-2 относятся размеры сигнального пептида, положение остатков цистеина и сайта гликозилирования ( табл. 1 ). Тем не менее, следует отметить некоторые особенности структуры IL-2 быка, овцы и мыши.
Так, наиболее интересной чертой последовательности кДНК IL-2 мыши (mIL-2) оказалось наличие тандема повторов CAG , кодирующего 12 последовательных остатков глутамина. Возможно, что CAG повторы возникли в результате амплификации единичной последовательности CAG, присутствующей в соответствующей области IL-2 человека.
Для изучения влияния уникальных глутаминовых повторов на активность mIL-2 , кДНК, делетированную по 11 повторам CAG последовательности, экспрессировали под trp промотором в E. coli . Полученный таким образом рекомбинантный mIL-2 имел идентичные с природным биологические и иммунологические характеристики. Вероятно, глутаминовые повторы не играют роли в биологическом и иммунологическом функционировании mIL-2 [ Kashima, ea, 1987 ].
Аминокислотные последовательности быка и овцы содержат, кроме сайта О-гликозилирования , потенциальный сайт N-гликозилирования в положении Asn 70 [ Cerretti, ea, 1986 , Scow, ea, 1990 ].
