上一篇文章介绍了白细胞介素-6(interlenkin 6,1L-6)的产生和调节,这一篇文章介绍白细胞介素-6蛋白质的特点。
从IL-6的cDNA序列中得知,IL-6蛋白有184个氨基酸残基,不同的实验室报道IL-6的相对分子质量不同,在19000~30000之间。小鼠IL-6缺乏糖化反应,人类IL-6相对分子质量不同是由于糖化的程度不同所致。在单核细胞和巨噬细胞的IL-6产物中,IL-6存在N-连接糖化和O-连接糖化反应,以及在不同的丝氨酸残基上发生磷酸化反应。人IL-6的未成熟前体由212个氨基酸残基组成,小鼠和大鼠的IL-6由211个氨基酸残基组成,牛的IL-6由210个氨基酸残基组成。其中一个典型信号肽经加工后被切除,变成184个氨基酸的成熟的IL-6蛋白。
天然成熟的IL-6是单条肽链的糖蛋白,相对分子质量根据来源细胞不同而不同,这是由于翻译后经过加工所造成的。相对分子质量为23000~25000的IL-6无O-GalNAc型聚糖,而相对分子质量为28000~30000的IL-6存在N-GalNAc型聚糖和O-GalNAc型聚糖,天然IL-6有多处丝氨酸残基发生磷酸化,但是磷酸化程度在各种组织均不同。硫酸化修饰也很常见,多数在多聚糖的外链及酪氨酸残基侧链上,因此造成IL-6分子所带的电荷和相对分子质量均有不同。这种翻译后的修饰反应的生物学意义未完全阐明,对IL-6的基本生物学活性并无显著的影响,因为IL-6的生物学活性主要取决于其肽链的氨基酸序列。
IL-6肽链具有4个Cys残基,位置完全保守,人和鼠的IL-6Cys残基分别位于44、50、73、83位,Cys44-Cys50和Cys73-Cys83各形成一对二硫键,处于暴露位置,具有重要作用。其中第二对二硫键的作用比第一对二硫键在维持IL-6的生物学活性上更为重要,二硫键除了可稳定IL-6的空间构象外,还可使IL-6蛋白质能够正确折叠成三维结构,以维持IL-6中受体结合区的完整性。如果人为地用化学试剂还原这两对二硫键,则IL-6的活性完全丧失。在不同物种,这两个半胱氨酸残基之间(50~73位)的9个氨基酸残基的序列相同,说明成熟的IL-6半胱氨酸富集中间区域对IL-6的生物学作用也起到关键性作用。重组技术合成的人IL-6蛋白质中,虽缺乏半胱氨酸﹐但也具有活性,说明IL-6的相关信息能够促使肽链折叠成有活性的构象,且并不一定需要半胱氨酸的存在。
人IL-6分子有5个Met残基,除了Met67之外,其他均可以人为地氧化,氧化的容易程度大小依次为Met49、Met117,Met184和 Met161,其中Met161对受体结合至关重要。鼠IL-6在34和157位含有2个Trp残基,位于分子的表面,其中Trp34参与蛋白质与蛋白质的相互作用,Trp157则位于受体结合区域的附近。
色谐分析显示,重组的IL-6蛋白含有较多的α螺旋,占67%,β折叠占15%,β转角占18%,其余为无序的卷曲结构。磁共振分析显示,分子的N端有15~22个残基长度的松散结构,整个分子以α螺旋紧密结构为主,Thr20-Lys46为第一组螺旋(A)、Glu80-Asn103为第二组螺旋(B),Glu108-Lys129为第三组螺旋(C),GIn156-Met184为第四组螺旋(D)。A组和B组以长的AB襟连接,形成平行排列;而C组和B组以短的禅连接,形成B组和C组反平行,D组和C组也以长的裨连接,导致C和D组也是平行排列,因此四组螺旋处于上上下下的布局中。图10-1所示为IL-6家族的结构特点。
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