CD4-Rezeptor

CD4-Rezeptor

CD4-Rezeptor

Bänder-/Oberflächenmodell von CD4 (unten, gelb) mit MHC II Molekül nach PDB 1JL4
Vorhandene Strukturdaten: 1cdh, 1cdi, 1cdj, 1cdu, 1cdy, 1g9m, 1g9n, 1gc1, 1jl4, 1q68, 1rzj, 1rzk, 1wio, 1wip, 1wiq, 2b4c, 2nxy, 2nxz, 2ny0, 2ny1, 2ny2, 2ny3, 2ny4, 2ny5, 2ny6, 3cd4
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur 433 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur single pass Typ 1 Membranprotein
Bezeichner
Gen-Namen CD4; CD4mut
Externe IDs OMIM: 186940 UniProtP01730   MGI: 88335
Vorkommen
Homologie-Familie CD4
Übergeordnetes Taxon Höhere Säugetiere

Der CD4-Rezeptor oder einfach nur CD4 (cluster of differentiation 4) ist ein Glykoprotein, das an der Oberfläche von Zellen des Immunsystems (T-Helferzellen, Monocyten und Makrophagen) vorkommt. Tests, die die Anzahl von Zellen bestimmen, die dieses Molekül tragen, geben einen Einblick in den Zustand des Immunsystems. Bei einer Infektion mit HI-Virus verringert sich nach gewisser Zeit die Anzahl CD4-tragender Immunzellen. Beim Infektionsprozess ist das CD4-Molekül eine der Andockstellen für das HI-Virus.

Struktur und Biosynthese

CD4-Rezeptor, schematisch

Der Rezeptor besteht aus vier hintereinander angeordneten Immunglobulindomänen, welche aus der Oberfläche der T-Zelle herausragen, sowie einem kleinen cytoplasmatischen Abschnitt.

CD4 wird nicht nur in T-Zellen, sondern auch in B-Zellen, Makrophagen und Granulozyten exprimiert. Seine Rolle in den Mikroglia-Zellen des Zentralnervensystems im normalen Zustand ist unklar.[1]

Das CD4-Gen erstreckt sich über 31.320 Basenpaare und besteht aus 10 Exons. Die mRNA hat eine Länge von 3.006 Basen und durch Translation und posttranslationale Modifikation wird daraus ein Enzym mit 433 Aminosäuren produziert.[2]

Funktion

Normale Funktion

Bei CD4 handelt es sich um einen so genannten Corezeptor, der gemeinsam mit dem T-Zell-Rezeptor das MHC-Klasse II Molekül (siehe auch Haupthistokompatibilitätskomplex) mit dem Antigen auf anderen Körperzellen erkennt. Dazu bindet CD4 mit der äußersten Spitze (s. Bild) an einer bestimmten Stelle am MHCII-Molekül, von der TCR-Bindungsstelle entfernt. Bei der nachfolgenden Konzentration von CD3Z-, TCR- und CD4-Molekülen am präsentierten Antigen hält sich CD4 an der Peripherie auf. Der zytoplasmatische Teil von CD4 interagiert mit dem sauren Clusterprotein (ACP33), welches die CD4-Aktivitäten herunterreguliert. Zusammenfassend scheint CD4 die Anfangsphase des MHCII-Erkennungsvorgangs in Gang zu bringen.[1]

CD4 induziert die Ansammlung von Lipid Rafts in der Membran und reguliert möglicherweise die Aktivierung der T-Zellen.[3]

Funktion während Infektion mit HIV

CD4 bindet an die Proteine gp120 und P4HB/PDI von HIV-1 und ist Teil des P4HB/PDI-CD4-CXCR4-gp120-Komplexes, sobald HIV-1 an die Zellmembran gekoppelt ist. CD4 interagiert mit den HIV-Proteinen gp160 und Vpu. Die CD4-Produktion wird durch die HIV-Proteine Nef und gp160 heruntergefahren.[3]

Die Anwesenheit von CD4 ist jedoch für HIV-1 nicht ausreichend, um die T-Zelle zu infizieren: es muss auch ein menschlicher Chemokin-Rezeptor, entweder CCR5 oder CXCR4, anwesend sein. Mikrogliazellen, die CD4 exprimieren, werden während der Infektion mit HIV geschädigt. Der Mechanismus ist unklar.[1]

Labor

CD4 dient in der FACS-Methode als Marker für T-Helferzellen.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 CD4-Rezeptor. In: {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value). (englisch).
  2. ENSEMBL-Eintrag
  3. 3,0 3,1 UniProt-Eintrag

Die News der letzten Tage

06.12.2022
Biodiversität | Ökologie
Es geht ums Ganze beim Erhalt der biologischen Vielfalt
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Forschungsnetzwerks Biodiversität sowie Kolleginnen und Kollegen haben eine Liste konkreter Handlungen zum aktiven Schutz der biologischen Vielfalt vorgelegt.
05.12.2022
Botanik | Ökologie
Wie das Mikrobiom der Pflanzen mit dem Samen vererbt wird
Erst kürzlich konnten Forschende experimentell nachweisen, dass über den Samen Mikroorganismen von einer Pflanzengeneration zur nächsten vererbt werden.
05.12.2022
Biochemie | Bioinformatik | Mikrobiologie
Wie man zwei Milliarden Jahre zurückgeht und ein altes Enzym rekonstruiert
Forscher:innen der Universität Leipzig haben ein Rätsel in der Evolution von bakteriellen Enzymen gelöst.
02.12.2022
Ethologie | Säugetierkunde
Markierungsbäume von Geparden sind Hotspots der Kommunikation – auch für andere Tierarten
Markierungsbäume sind für Geparde wichtige Hotspots der Kommunikation: Dort tauschen sie über Duftmarken, Urin und Kot Informationen mit anderen und über andere Geparde aus.
02.12.2022
Land-, Forst-, Fisch- und Viehwirtschaft | Ökologie
DBU: Weltbodentag am 5. Dezember
Mittlerweile leben acht Milliarden Menschen auf der Welt und Ernährungssicherung wird zu einer dringendsten Herausforderungen unserer Zeit.
01.12.2022
Physiologie
Altern Frauen anders als Männer?
Studien an Fruchtfliegen zeigen, wie das biologische Geschlecht die Wirkung des derzeit vielversprechendsten Anti-Aging-Medikaments Rapamycin beeinflusst.
29.11.2022
Ethologie | Zoologie
Geschlechterrollen im Tierreich hängen vom Verhältnis von Weibchen und Männchen ab
Wie wählerisch sollten Weibchen und Männchen sein, wenn sie einen Partner auswählen?
28.11.2022
Ökologie | Paläontologie | Säugetierkunde
Fossil aus dem Allgäu: Biber leben seit mehr als 11 Millionen Jahren im Familen-Clan
Die Hammerschmiede im Allgäu, Fundstelle des Menschenaffen Danuvius, ist eine einmalige Fundgrube für Paläontologen: Bereits über 140 fossile Wirbeltierarten konnten hier geborgen werden.
28.11.2022
Anthropologie | Neurobiologie
Arbeitsgedächtnis: Vorbereitung auf das Unbekannte
Beim Arbeitsgedächtnis, oder auch Kurzeitgedächtnis genannt, galt lange die Theorie, dass seine Kernaufgabe die aktive Speicherung von Informationen über einen kurzen Zeitraum ist.
28.11.2022
Meeresbiologie | Ökologie
Offshore-Windparks verändern marine Ökosysteme
Der Ausbau von Offshore-Windparks in der Nordsee geht voran, doch die Konsequenzen für die marine Umwelt, in der sie errichtet werden, sind noch nicht vollständig erforscht.
25.11.2022
Evolution | Genetik | Neurobiologie
Was haben Oktopus und Mensch gemeinsam?
Kopffüßler sind hochintelligente Tiere mit komplexem Nervensystem, dessen Evolution mit der Entwicklung von auffällig viel neuer microRNA verbunden ist.