SITOKIN: CIRI, JENIS, FUNGSI, CONTOH - BIOLOGI - 2026

The cytokine atau cytokines adalah protein atau glycoproteins larut isyarat yang dihasilkan oleh beberapa jenis sel dalam badan, terutamanya sel-sel sistem imun sebagai leukosit: neutrofil, monosit, makrofaj dan limfosit (sel B dan sel T).

Tidak seperti faktor pengikat reseptor spesifik lain yang mencetuskan lata isyarat yang panjang dan kompleks yang sering melibatkan urutan protein kinase (contohnya jalan AMP siklik), sitokin memberikan kesan yang lebih langsung.

Struktur sitokin manusia rekombinan yang dikenali sebagai Interferon alpha (Sumber: Nevit Dilmen via Wikimedia Commons)

Faktor larut ini mengikat reseptor yang secara langsung mengaktifkan protein yang mempunyai fungsi langsung dalam transkripsi gen, kerana mereka mampu memasuki nukleus dan merangsang transkripsi sekumpulan gen tertentu.

Sitokin pertama ditemui lebih daripada 60 tahun yang lalu. Walau bagaimanapun, pencirian molekul banyak dari mereka agak lama kemudian. Faktor pertumbuhan saraf, interferon, dan interleukin 1 (IL-1) adalah sitokin pertama yang dijelaskan.

Nama "sitokin" adalah istilah umum, tetapi dalam literatur dibuat perbezaan mengenai sel yang menghasilkannya. Oleh itu, terdapat limfokin (dihasilkan oleh limfosit), monokin (dihasilkan oleh monosit), interleukin (dihasilkan oleh leukosit dan bertindak pada leukosit lain), dll.

Mereka sangat banyak terdapat pada haiwan vertebrata, tetapi keberadaannya telah ditentukan di beberapa invertebrata. Di badan mamalia, misalnya, mereka boleh mempunyai fungsi tambahan, sinergis, antagonis atau mereka juga dapat saling mengaktifkan.

Mereka boleh melakukan tindakan autokrin, iaitu, mereka bertindak pada sel yang sama yang menghasilkannya; atau paracrine, yang bermaksud bahawa mereka dihasilkan oleh satu jenis sel dan bertindak pada orang lain di sekelilingnya.

Ciri dan struktur

Semua sitokin adalah "pleiotropik", iaitu, mereka mempunyai lebih dari satu fungsi dalam lebih dari satu jenis sel. Ini kerana reseptor yang bertindak balas terhadap protein ini dinyatakan dalam pelbagai jenis sel.

Telah ditentukan bahawa terdapat beberapa redundansi fungsional di antara mereka, kerana beberapa jenis sitokin boleh mempunyai kesan biologi yang konvergen, dan telah disarankan bahawa ini berkaitan dengan kesamaan urutan pada reseptornya.

Seperti banyak utusan dalam proses pemberian isyarat sel, sitokin mempunyai tindakan yang kuat pada kepekatan yang sangat rendah, sangat rendah sehingga dapat berada dalam julat nanomolar dan femtomolar berkat kenyataan bahawa reseptornya sangat berkaitan dengannya.

Beberapa sitokin berfungsi sebagai sebahagian daripada "lata" sitokin. Ia adalah biasa bagi mereka untuk bertindak secara sinergi, dan peraturan mereka sering bergantung pada sitokin penghambat lain dan faktor peraturan tambahan.

Ekspresi gen pengekodan sitokin

Beberapa sitokin berasal dari gen ekspresi konstitutif kerana, misalnya, perlu menjaga tahap hematopoietik yang tetap.

Sebahagian daripada protein yang mengekspresikan konstitutif adalah eritropoietin, interleukin 6 (IL-6), dan faktor-faktor perangsang pertumbuhan koloni sel tertentu yang menyumbang kepada pembezaan banyak sel putih.

Sitokin lain disintesis dan disimpan sebagai butiran sitosolik, protein membran, atau dikomplekskan dengan protein pengikat ke permukaan sel atau ke matriks ekstraselular.

Banyak rangsangan molekul secara positif mengatur ekspresi gen yang memberi kod sitokin. Terdapat beberapa molekul ini yang meningkatkan ekspresi gen sitokin lain, dan ada juga banyak yang mempunyai fungsi penghambatan yang membatasi tindakan sitokin lain.

Kawal dengan memproses

Fungsi sitokin juga dikendalikan oleh pemprosesan bentuk prekursor protein ini. Sebilangan besar daripadanya pada awalnya dihasilkan sebagai protein membran aktif tidak terpisahkan yang memerlukan pembelahan proteolitik untuk menjadi faktor larut.

Contoh sitokin di bawah kawalan pengeluaran jenis ini adalah faktor pertumbuhan epidermis EGF (dari bahasa Inggeris "E pidermal G rowth F pelakon"), faktor pertumbuhan tumor TGF (dari bahasa Inggeris "T umoral G rowth F pelakon"), interleukin 1β (IL-1β) dan faktor nekrosis tumor TNFα (dari bahasa Inggeris "pelakon Tumor N ecrosis F").

Sitokin lain dirembeskan sebagai prekursor tidak aktif yang mesti diproses secara enzimatik untuk diaktifkan dan sebilangan enzim yang bertanggungjawab untuk pemprosesan sitokin ini melibatkan protein dari keluarga casease protease cysteine.

Gambaran keseluruhan struktur

Sitokin boleh mempunyai berat yang sangat berubah-ubah, sehingga julatnya telah ditentukan antara sekitar 6 kDa dan 70 kDa.

Protein ini mempunyai struktur yang sangat berubah-ubah, dapat terdiri daripada tong heliks alfa, struktur kompleks kepingan berlipat β atau antiparallel, dll.

Jenis-Jenis

Terdapat beberapa jenis keluarga sitokin dan jumlahnya terus bertambah memandangkan kepelbagaian protein dengan fungsi dan ciri serupa yang ditemui setiap hari di dunia saintifik.

Nomenklaturnya jauh dari hubungan sistematik, kerana pengenalannya didasarkan pada parameter yang berbeza: asal usulnya, bioassay awal yang menentukannya dan fungsinya, antara lain.

Konsensus semasa untuk klasifikasi sitokin pada dasarnya berdasarkan struktur protein reseptornya, yang terkandung dalam sebilangan kecil keluarga dengan ciri-ciri yang sangat terpelihara. Oleh itu, terdapat enam keluarga reseptor sitokin yang dikelompokkan mengikut kesamaan urutan bahagian sitosoliknya:

1. Reseptor Jenis I (reseptor hematopoietin): merangkumi sitokin interleukin 6R dan 12 R (IL-6R dan IL-12R) dan faktor lain yang terlibat dalam rangsangan pembentukan koloni sel. Mereka mempunyai kesan terhadap pengaktifan sel B dan T.
2. Reseptor Jenis II (reseptor interferon): Sitokin ini mempunyai fungsi antivirus dan reseptor berkaitan dengan protein fibronektin.
3. Reseptor TNF (Tumor Necrosis Factor, English "T umor N ecrosis F pelakon"): mereka adalah sitokin "pro-radang" di antaranya adalah faktor yang dikenali sebagai p55 TNFR, CD30, CD27, DR3, DR4 dan lain-lain.
4. Reseptor seperti Toll / IL-1: Keluarga ini mempunyai banyak interleukin proinflamasi, dan reseptornya pada amnya mempunyai kawasan yang kaya dengan berulang leucine dalam segmen ekstraselularnya.
5. Reseptor tirosin kinase: dalam keluarga ini terdapat banyak sitokin dengan fungsi faktor pertumbuhan seperti faktor pertumbuhan tumor (TGF) dan protein lain yang mendorong pembentukan koloni sel.
6. Reseptor chemokine: sitokin keluarga ini pada dasarnya mempunyai fungsi chemotactic dan reseptornya mempunyai lebih dari 6 segmen transmembran.

Reseptor untuk sitokin boleh larut atau terikat membran. Reseptor larut dapat mengatur aktiviti protein ini dengan bertindak sebagai agonis atau antagonis dalam proses pemberian isyarat.

Banyak sitokin menggunakan reseptor larut, termasuk pelbagai jenis interleukin (IL), faktor pertumbuhan saraf (NGF), faktor pertumbuhan tumor (TGF), dan lain-lain.

ciri-ciri

Penting untuk diingat bahawa sitokin berfungsi sebagai utusan kimia di antara sel, tetapi tidak tepat sebagai efektor molekul, kerana ia diperlukan untuk mengaktifkan atau menghalang fungsi efektor tertentu.

Salah satu ciri fungsional "penyatuan" di antara sitokin adalah penyertaan mereka dalam pertahanan tubuh, yang diringkaskan sebagai "pengaturan sistem kekebalan tubuh", yang sangat penting bagi mamalia dan banyak haiwan lain.

Mereka mengambil bahagian dalam kawalan perkembangan hematopoietik, dalam proses komunikasi antara sel dan tindak balas badan terhadap agen berjangkit dan rangsangan keradangan.

Oleh kerana mereka biasanya terdapat dalam kepekatan rendah, pengukuran kepekatan sitokin dalam tisu atau cairan tubuh digunakan sebagai biomarker untuk ramalan kemajuan penyakit dan pemantauan terhadap kesan ubat yang diberikan kepada pasien. pesakit yang sakit.

Secara umum, ia digunakan sebagai penanda penyakit radang, termasuk penolakan implan, Alzheimer, asma, arteriosklerosis, barah usus besar dan barah lain pada umumnya, kemurungan, beberapa penyakit jantung dan virus, Parkinson, sepsis, kerosakan hati, dll.

Di mana mereka dijumpai?

Sebilangan besar sitokin dirembeskan oleh sel. Yang lain dapat dinyatakan dalam membran plasma dan ada beberapa yang tetap dalam apa yang dapat dianggap sebagai "cadangan" di ruang yang terdiri dari matriks ekstraselular.

Bagaimana mereka berfungsi?

Sitokin, seperti yang disebutkan, mempunyai kesan in vivo yang bergantung pada persekitaran tempat mereka dijumpai. Tindakannya berlaku melalui isyarat lata dan rangkaian interaksi yang melibatkan sitokin lain dan faktor lain yang berlainan sifat kimia.

Mereka biasanya berpartisipasi dalam interaksi dengan reseptor yang mempunyai protein sasaran yang diaktifkan atau dihambat setelah hubungannya, yang mempunyai kemampuan untuk bertindak secara langsung atau tidak langsung sebagai faktor transkripsi pada gen tertentu.

Contoh beberapa sitokin

IL-1 atau interleukin 1

Ia juga dikenali sebagai faktor pengaktifan limfosit (LAF), pirogen endogen (EP), mediator leukosit endogen (EML), katabolin, atau faktor sel mononuklear (MCF).

Ia mempunyai banyak fungsi biologi pada banyak jenis sel, terutamanya sel B, T, dan monosit. Ia mendorong hipotensi, demam, penurunan berat badan, dan tindak balas lain. Ia dirembeskan oleh monosit, makrofag tisu, sel Langerhans, sel dendritik, sel limfoid, dan banyak lagi.

IL-3

Ia mempunyai nama lain seperti faktor pertumbuhan sel mast (MCGF), faktor perangsang koloni berganda (multi-CSF), faktor pertumbuhan sel hematopoietik (HCGF), dan lain-lain.

Ia mempunyai fungsi penting dalam merangsang pembentukan koloni eritrosit, megakaryosit, neutrofil, eosinofil, basofil, sel mast, dan sel keturunan monositik lain.

Ia disintesis terutamanya oleh sel T yang diaktifkan, sel mast, dan eosinofil.

Angiostatin

Ia berasal dari plasminogen dan merupakan sitokin penghambat angiogenesis, yang memberikannya berfungsi sebagai penyekat neovaskularisasi kuat dan pertumbuhan metastasis tumor in vivo. Ia dihasilkan oleh pemecahan proteolitik plasminogen yang dimediasi oleh adanya barah.

Faktor pertumbuhan epidermis

Ia bertindak dengan merangsang pertumbuhan sel epitelium, mempercepat kemunculan gigi dan pembukaan mata pada tikus. Selain itu, ia berfungsi untuk menghalang rembesan asid gastrik dan terlibat dalam penyembuhan luka.

Rujukan

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Biologi Sel Penting. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Dinarello, C. (2000). Sitokin Proinflammatory. Dada, 118 (2), 503–508.
3. Fitzgerald, K., O'Neill, L., Gearing, A., & Callard, R. (2001). Buku Fakta Cytokine (edisi ke-2). Dundee, Scotland: Siri Buku Fakta Akademik.
4. Keelan, JA, Blumenstein, M., Helliwell, RJA, Sato, TA, Marvin, KW, & Mitchell, MD (2003). Cytokines, Prostaglandin dan Parturition - Kajian. Placenta, 17, S33-S46.
5. Stenken, JA, & Poschenrieder, AJ (2015). Kimia Bioanalisis Sitokin- Satu Kajian. Analytica Chimica Acta, 1, 95–115.
6. Vilcek, J., & Feldmann, M. (2004). Kajian sejarah: Sitokin sebagai terapi dan sasaran terapi. TREND dalam Sains Farmakologi, 25 (4), 201–209.
7. Zhang, J., & An, J. (2007). Sitokin, Keradangan dan Sakit. Int. Anesthesiol. Klinik. , 45 (2), 27–37.