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Lexikon der Biochemie: Interleukine

Interleukine, zu den Cytokinen gehörende Proteinmediatoren mit Hauptfunktionen im Immunsystem (z. B. T-Zell- Mastzell- und Makrophagenaktivierung, Induktion von Wachstum und Differenzierung von B- und T-Zellen, chemotaktische Wirkung auf T- und neutrophile Zellen, u. a.).
Interleukin-1 (IL-1), leucocytenaktivierender Faktor (LAF), wurde 1972 im Kulturüberstand von stimulierten adhärenten Leucocyten entdeckt. IL-1 ist ein kleines Protein (Mr 17kDa) mit vielfältigen Wirkungen auf verschiedene Zelltypen sowie einem breiten Spektrum immunologischer Aktivitäten, die über IL-1-Rezeptoren vermittelt werden. Es kommt in zwei Formen (IL-1α und IL-1β) vor, die sich sehr deutlich in ihrer Aminosäuresequenz (Homologiegrad: 22-26%) unterscheiden, jedoch an die gleichen Rezeptoren binden und identische biologische Aktivität aufweisen. IL-1 wirkt auf eine Vielzahl von Zielzellen, die an Immun- und Entzündungsreaktionen beteiligt sind, ist an der Regulation der Zellentwicklung im Knochenmark und im Thymus beteiligt und begünstigt die funktionelle Aktivierung reifer Zellen.
Interleukin-3 (IL-3) gehört als Multi-CSF zu den koloniestimulierenden Faktoren. Interleukin-6 (IL-6), spielt eine zentrale Rolle bei der immunologischen Abwehr und wird von einer Vielzahl aktivierter lymphoider oder auch nichtlymphoider Zellen (T-Zellen, Monocyten, Makrophagen, B-Zellen, Fibroblasten Endothelzellen u. a.) sowie von einigen Tumorzellen konstitutiv gebildet. Es entsteht im Laufe von Entzündungsreaktionen und hat Einfluss auf Wachstum und Differenzierung von B- und T-Zellen. Eine weitere wichtige Funktion ist die Induktion von Akute-Phase-Proteinen in den Hepatocyten der Leber. IL-6 ist ein Glycoprotein mit einem unterschiedlichen Glycosylierungsgrad (Mr 23-30 kDa). IL-6-Rezeptoren sind Glycoproteine (Mr 80 kDa) mit einer Rezeptorzahl pro Zelle, die in Abhängigkeit vom Zelltyp zwischen 300 (bei ruhenden T-Zellen) und 3.000 bei einigen Zelllinien variiert. IL-6 war früher unter anderen Bezeichnungen bekannt, wie B-Zellen stimulierender Faktor 2 (BSF-2), hybridoma/plasmacytoma growth factor (HPGF), Hepatocyten stimulierender Faktor (HSF), monocyte granulocyte inducer type 2 (MGI-2) und Interferon-β2 (IFN-β2). Nach der Klonierung ergab sich in allen Fällen die molekulare Identität mit IL-6. Die Bezeichnung INF-β2 ist nicht zutreffend, weil IL-6 keine antivirale Wirkung zeigt.
Interleukin-8 (IL-8) ist ein auf Granulocyten wirksames Cytokin, das zuerst als Neutrophile-aktivierendes Protein-1 (NAP-1) und Granulocyten-chemotaktisches Protein (GCP) bezeichnet wurde. Die Synonyme wurden 1989 zur Bezeichnung IL-8 zusammengefasst, nachdem die Proteingleichheit nachgewiesen wurde. IL-8 ist ein echtes pleiotropes Cytokin und kein Chemoattraktant. IL-8 ist ein Einkettenprotein (Mr 10 kDa; I.P. 8-8,5). Es wird über einen Vorläufer (99 Aminosäurebausteine) gebildet, woraus sich durch Prozessierung das 72AS-Peptid IL-8 bildet. Daneben sind noch andere biologisch aktive Formen mit 69, 70 und 77 Aminosäureresten bekannt. Der IL-8-Rezeptor (Mr 58-60 kDa) wird auf Monocyten, Neutrophilen, Basophilen und einigen T-Zellen exprimiert.
Interleukin-10 (IL-10) ist ein säurelabiles Protein (Mr 35-40 kDa). Der Biosynthese-Vorläufer besteht aus 178 Aminosäurebausteinen mit einer hydrophoben Signalsequenz von 18 Aminosäuren. Das rekombinate IL-10 ist nur 18kDa groß und besitzt trotzdem volle biologische Aktivität. IL-10 wurde 1989 als Cytokin-Synthese-inhibierender Faktor (CSIF) beschrieben, aber bereits wenig später den I. zugeordnet. IL-10 steigert die humorale Immunantwort und unterdrückt die zellvermittelte Immunantwort. IL-10 ist neben IL-4 der stärkste IFN-γ-Antagonist, da es die Expression der MHC-Klasse-II (MHC-Moleküle) auf den meisten Zellen zurückdrängt. Dagegen wird die MHC-Klasse-II-Expression auf B-Zellen begünstigt, wodurch die humorale Immunantwort gefördert wird.

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