O receptor da manosa (ou CD206) é unha clase de lectina tipo C presente principalmente na superficie de macrófagos e células dendríticas inmaturas, pero tamén se expresa na superficie de células da pel como os fibroblastos dérmicos humanos e queratinocitos. É o primeiro membro da familia de receptores endocíticos que inclúe Endo180 (CD280), PLA2R tipo M e DEC-205 (CD205).
Este receptor recoñece residuos terminais de manosa, N-acetilglicosamina e fucosa en glicanos unidos a proteínas que se encontran na superficie dalgúns microorganismos, xogando un papel tanto no sistema inmunitario innato coma no adaptativo. Outras funcións que exerce son a eliminación de glicoproteínas da circulación, entre elas hormonas glicoproteicas sulfatadas e glicoproteínas liberadas en resposta a situacións patolóxicas. O receptor da manosa recíclase continuamente entre a membrana plasmática e os compartimentos endosómicos dunha maneira dependente da clatrina.
Estrutura
Organización dos dominios
O receptor da manosa é unha proteína transmembrana de tipo I cun extremo N-terminal extracelular e outro C-terminal intracelular. Sintetízase inicialmente en forma dun precursor inactivo, pero é clivado proteoliticamente dando lugar á súa forma activa no aparato de Golgi. A porción extracelular do receptor está composta por 8 dominios de recoñecemento de carbohidratos (CDR) consecutivos de tipo C próximos á membrana plasmática, seguidos por un só dominio de repetición de fibronectina de tipo II e un dominio rico en cisteína N-terminal. O talo citoplasmático non ten capacidade de transdución de sinais en illamento, xa que carece dos motivos de sinalización apropiados.
Dominio rico en cisteína N-terminal
O dominio rico en cisteína N-terminal é homólogo da cadea B de ricina e únese a residuos de azucre sulfatados cunha afinidade especialmente alta para a N-acetilgalactosamina e a residuos de galactosa sulfatados nas posicións 3 e 4 dos seus aneis de piranosa.
Outros ligandos inclúen os condroitín sulfatos A e B, e o Lewisx sulfatado e estruturas Lewisa. O receptor da manosa é o único membro da familia no cal este dominio é funcional.
Dominio de repeticións de fibronectina de tipo II
O dominio de repeticións de fibronectina de tipo II está conservado entre todos os membros da familia do receptor da manosa. Os coláxenos I-IV únense a este rexión con alta afinidade, mentres que o coláxeno V se une debilmente. A través deste dominio, os receptores da manosa introducirían o coláxeno dentro dos macrófagos e células dos sinusoides hepáticas, independente da actividade de lectina do receptor. Xunto co dominio rico en cisteína N-terminal, este dominio é o máis altamente conservado entre ratos e humanos (92%).
Dominios de recoñecemento de carbohidratos de tipo C (CRD)
Os oito CRD en tándem da rexión extracelular do receptor da manosa comparten só o 30% de homoloxia entre eles. Cada un deles contén polo menos algún dos residuos de aminoácidos necesarios para a unión do Ca2+ e os ligandos, en común cos CDR de tipo C funcionais. Só os CRD 4 e 5 conteñen todos os residuos necesarios para a unión de azucres, formando un núcleo de unión a ligando resistente á protease. Os ligandos máis común son residuos de manosa terminais, pero a N-acetilglicosamina e a fucosa tamén se poden unir.
A principal interacción entre o CRD-4 e o seu ligando azucre faise por unión directa do Ca2+ conservado no sitio de unión ao azucre, dun modo similar ao mecanismo de unión da lectina que se liga ao manano (MBL). Porén, unha cuarta parte da enerxía libre da unión do azucre está asociada coas interaccións de empillamento (stacking) hidrofóbico formadas entre unha cara do anel do azucre e a cadea lateral dos residuos de tirosina conservados no sitio de unión, que non aparece no MBL. Malia estas semellanzas na unión da manosa entre o receptor da manosa e o MBL, estas diferenzas suxiren que a unión á manosa polo receptor da manosa evolucionou separadamente do doutras lectinas tipo C.
Individualmente, os CRD únense á manosa só cunha afinidade débil. A unión de alta afinidade pénsase que resulta da agrupación de múltiples CRD. Esta agrupación permite a unión de ligandos multivalentes ramificados como os oligosacáridos N-glicosilados altos en manosa.
Conformación
Suxeriuse que o receptor de manosa pode existir en polo menos dúas conformacións estruturais distintas. Os CRD de tipo C están todos separados por rexións linker de 10 a 20 aminoácidos que conteñen un certo número de residuos de prolina, cuxa cadea lateral cíclica é bastante ríxida e favorece unha conformación na cal o dominio rico en cisteína N-terminal se estende tan lonxe da membrana plasmática como sexa posible.
Alternativamente, as interaccións entre os CRD veciños poden mantelos en estreita proximidade uns doutros e causar que a rexión extracelular do receptor se dobre, poñendo o dominio rico en cisteína N-terminal en estreito contacto cos CRD. Isto posicionaría os CRD 4 e 5 máis lonxe da membrana para maximizar a súa interacción cos posibles ligandos. A resistencia á proteólise mostrada polos CRD 4 e 5 indica que hai interaccións físicas entre os dous dominios, o que apoia a existencia desta conformación con forma de U.
Pénsase que as transicións entre estas dúas conformacións ocorren de meneira dependente do pH, regulando a selectividade de ligando e a súa liberación durante a endocitose. O pH menor (máis ácido) dos endosomas temperáns crese que é o responsable da liberación do ligando.
Procesamento proteolítico
Unha forma soluble funcional do receptor da manosa prodúcese por clivaxe proteolítica da forma unida á membrana realizada polas metaloproteases que se encontran no ambiente extracellar.
A proteína soluble consiste na rexión extracelular completa do receptor e pode estar implicada no transporte de proteínas manosiladas fóra dos sitios de inflamación. Observouse que o desprendemento do receptor da manosa dos macrófagos aumenta co recoñecemento de patóxenos fúnxicos como Candida albicans e Aspergillus fumigatus, o que suxire que a forma soluble pode xogar un papel no recoñecemento de patóxenos fúnxicos. Deste modo, o balance entre o receptor de manosa unido á membrana e o soluble podería afectar á unión aos patóxenos fúnxicos durante o curso da infección.
Glicosilación
O receptor da manosa está fortemente glicosilado e os seus sitios de N-glicosilación están moi conservados entre ratos e humanos, indicando un papel importante para esta modificación postraducional. A presenza de residuos de ácido siálico de glicanos ligados a N do receptor da manosa é importante para o seu papel na unión a glicoproteínas sulfatadas e manosiladas. A sialilación regula a multimerización do receptor, que ten influencia na unión das glicoproteínas sulfatadas. Os residuos de ácido siálico terminais son necesarios para a unión a glicanos manosilados. A ausencia de ácido siálico reduce a capacidade do receptor de unirse e introducir na célula glicanos manosilados, pero non afecta á súa localización na membrana plasmática ou á súa actividade endocítica.
Función
Fagocitose de patóxenos
Varios microorganismos patóxenos como Candida albicans, Pneumocystis carinii e Leishmania donovani presentan glicanos nas súas superficies con residuos de manosa terminais que son recoñecidos polos CRD tipo C do receptor da manosa, por tanto, actuando como un marcador do non propio. Despois do recoñecemento, o receptor introduce na célula o patóxeno unido e transpórtao aos lisosomas para a degradación por medio da vía fagocítica. Deste modo, o receptor da manosa actúa como un receptor de recoñecemento de padrón. A presenza dun motivo de secuencia di-aromática FENTLY (Phe-Glu-Asn-Thr-Leu-Tyr) na cola citoplásmica do receptor é vital para a súa internalización mediada por clatrina. Isto está apoiado polas evidencias de que as células Cos-1 transfectadas co receptor de manosa carentes da cola C-terminal non poden endocitar células de C. albicans e P. carinii.
Sorprendentemente, os ratos knockout para o receptor da manosa non mostran un aumento da susceptibilidade á infección, o que suxire que o receptor non é esencial para a fagocitose. Porén, a súa implicación non pode ser rexeitada, xa que outros mecanismos poden servir de compensación. Por exemplo, a infección de ratos knockout por P. carinii resultou nun incremento do recrutamento de macrófagos no sitio de infección. Ademais, outros receptores presentes na superficie de células fagocíticas, como DC-SIGN, SIGNR1 e Endo180, exhiben unha capacidade de unión a ligandos similar ao receptor da manosa e así probablemente, na súa ausencia estas proteínas poden compensar isto e inducen a fagocitose.
A capacidade do receptor de manosa para axudar á introdución na célula do patóxeno tamén se pensa que facilita a infección por Mycobacterium tuberculosis e Mycobacterium leprae. Estas bacterias residen e multiplícanse en macrófagos, impedindo a formación dos fagolisosomas para evitar a degradación. Por tanto, como é un mediador na súa entrada nos macrófagos, bloquear o receptor da manosa axuda estes patóxenos a infectar e crecer nas súas células diana.
Presentación de antíxenos
O receptor da manosa pode tamén xogar un papel na captación de antíxenos e a súa presentación polas células dendríticas inmaturas no sistema inmunitario adaptativo. Despois de unirse ao receptor, os antíxenos manosilados e internalizados e son transportados a compartimentos endocíticos dentro da célula para cargalos en moléculas do complexo maior de histocompatibilidade (MHC) ou outras moléculas relacionadas coa presentación de antíxenos. Un exemplo indirecto deste é o procesamento do antíxeno glicolípido lipoarabinomanano (LAM), derivado de micobacterias. O lipoarabinomanano é presentado a células T en complexo co CD1b, pero pode tamén unirse a un receptor de manosa. Como a presenza dun ligando alternativo como o manano inhibe a proliferación de célula T dependente de LAM, suxírese que o receptor se une ao LAM extracelular, internalízase e despois transpórtase a vesículas endocíticas para ser cargado no CD1b.
As células dendríticas maduras e macrófagos usan o receptor da manosa para a presentación do antíxeno por unha vía diferente. O receptor clivado soluble únese a antíxenos circulantes e diríxeos ás células efectoras nos órganos linfoides por medio do seu dominio rico en cisteína, activando así o sistema inmunitario adaptativo.
Sinalización intracelular
A cola citoplasmática do receptor da manosa non contén ningún motivo de sinalización, porén, o receptor demostrou ser esencial para a produción de citocinas pro- e antiinflamatorias, indicando un papel máis pasivo do receptor na fagocitose de patóxenos. Isto suxire que o receptor da manosa é axudado por outros receptores da superficie celular para desencadear unha fervenza de sinalización. Por exemplo, demostrouse que as células HEK 293 cotransfectadas co ADNc do receptor da manosa e o receptor de tipo Toll 2 humanos poden segregar IL-8 en resposta a unha infección por P. carinii, mentres que as que foron transfectados só co receptor non poden. É posible que os dous receptores formen un complexo na superficie da célula que facilita a transdución de sinais ante un ataque patoxénico.
Resolución de inflamacións
Outro papel clave do receptor da manosa é regular os niveis de moléculas liberadas na circulación durante a resposta inflamatoria. En resposta a eventos patolóxicos, son liberadas glicoproteínas incluíndo as hidrolases lisosómicas, activador do plasminóxeno dos tecidos e mieloperoxidase de neutrófilos para axudar a loitar contra calquera microorganismo invasor. Unha vez que a ameaza foi sometida, estas glicoproteínas poden ser prexudiciais para os tecidos do hóspede, polo que os seus niveis na circulación deben ser estritamente controlados.