Le chemochine: struttura, funzioni e classificazione

Il termine chemochine è una crasi fra chemotaxis e cytokine, quindi si tratta di citochine con funzione di chemotassi. Queste proteine dunque inducono un movimento da parte delle cellule responsive che seguono il gradiente di concentrazione della chemochina stessa. Fondamentale è l’espressione del recettore per la chemochina, che spesso è un recettore abbastanza promiscuo con caratteristiche strutturali particolari.

Struttura e classificazione delle chemochine

La famiglia delle chemochine oltre alla cinquantina di proteine comprende anche una ventina di recettori. All’interno della famiglia delle chemochine si possono riconoscere quattro sottofamiglie principali (anche se nell’immagine ne sono presenti solo tre, manca infatti la quarta con un solo elemento). Si tratta di polipeptidi, quindi sequenze amminoacidiche piuttosto corte, con un peso compreso tra gli 8 e i 10 kDa e che possiedono almeno due ponti disolfuro. Queste quattro famiglie si distinguono in base al numero e alla localizzazione dei ponti disolfuro più vicini alla porzione amminoterminale, in particolar modo rispetto alla disposizione del primo ponte disolfuro più vicino alla porzione amminoterminale, poiché è quello che determina maggiormente la struttura della proteina stessa e quindi l’inclusione in una famiglia piuttosto che in un’altra. Questi ponti disolfuro generati dai residui di cisteina possono essere presenti in varie forme.

Famiglie e nomenclatura delle chemochine

Una famiglia di chemochine prevede che queste abbiano due cisteine adiacenti, quindi senza nessun amminoacido frapposto, mentre altre chemochine appartenenti ad un’altra famiglia possiedono due residui di cisteina con un amminoacido posto a separarle. Queste sono le due famiglie principali, a cui si aggiunge una terza famiglia, che comprende un solo elemento, la chemochina CX3C in cui le due cisteine sono spaziate da tre amminoacidi e che contiene un solo elemento chiamato fractalkine, nella nuova nomenclatura è stato rinominato CX3CL1. Le chemochine infatti vengono nominate con riferimento alla struttura con le sigle CXC, CC o CX3C, mentre L (di CX3CL) sta per ligando. La lettera R finale indica invece il recettore di quella specifica chemochina. Ad esempio, nel caso della terza classe di chemochine si ha CX3CL1 per il ligando e CX3CR1 per il recettore. Il numero 1 sta ad indicare precisamente la chemochina presa in considerazione all’interno della famiglia.

Funzioni specifiche delle chemochine

All’interno della prima famiglia delle chemochine, CXC, è presente una sottopopolazione che presenta un motif, ovvero un motivo amminoacidico che connota un gruppo di proteine, del tipo acido glutammico-leucina-arginina, in lettere, ELR. Questo particolare motivo definisce il sottogruppo di chemochine che attirano i neutrofili. Le restanti sottopopolazioni di questa prima famiglia CXC e la maggior parte delle chemochine della famiglia CC (cioè le CCL), attraggono invece i monociti. L’azione chemotattica sui linfociti T è invece attuata da membri di entrambe le famiglie.