NLRP (Übersicht)

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Zuletzt aktualisiert am: 02.12.2023

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Synonym(e)

Leucine rich Repeat and Pyrin domain containing Protein; NACHT domain leucine-rich repeat pyrin domain; NLRPs; Nucleotide-binding oligomerization domainN

Definition

NLRP-Proteine, kurz NLRPs, sind zusammen mit den NOD1- und NOD2-Proteinen, Mitglieder der NLR- (Nod-like Receptor) Protein-Familie und spielen als Mustererkennungsrezeptoren (PPRs) eine große Rolle bei der angeborenen Immunität (Zambetti LP et al. 2012). NLRPs werden ebenso wie die NOD-Proteine ausschließlich zytoplasmatisch exprimiert. Alle NLRPs (sie alle enthalten die Pyrin Domäne) werden beim Menschen von einer gemeinsamen Genfamilie kodiert.

NLRP-Proteine sind dadurch charakterisiert, dass sie das Inflammasom, einen Multi-Protein-Komplex, bilden und aktivieren können. Die Aktivierung des Inflammasoms, führt zur Expression von Caspasen, die ihrerseits inaktives Interleukin-1beta und Interleukin-18 prozessieren und aktivieren, und damit eine Entzündungskaskade initiieren.      

Bis heute konnte man 14 Mitglieder, NLRP1-NLRP14, identifizieren, derenFunktionen nicht immer eindeutig zu bewerten sind. Gut erforscht ist die Wirkung von NLRP3, auch Cryopyrin benannt. Für dieses Rezeptorprotein konnte eine Reihe von Liganden bestimmt werden. Hierzu gehören Bakterientoxine, bestimmte Viren, und Hefen. Auch kristalline Substanzen wie Asbestkristalle und Harnsäurekristalle, können via NLRP3 das Inflammasom aktivieren. Mutationen im Gen das Croypyrin kodiert (NLRP3-Gen), führen zur Krankheitsfamilie der  familiären Kälteurtikaria bzw. zum verwandten Muckle-Wells-Syndrom

Einteilung

Übersicht über die NLRP-Gene und die von ihnen kodierten Proteinen (NLRPs):

  • NLRP1-Gen, ein humanes Gen, das das NACHT, LRR and PYD domains-containing Protein 1 kodiert (NLRP1-Protein)
  • NLRP2-Gen, ein humanes Gen, das das NACHT, LRR and PYD domains-containing Protein 2 kodiert (NLRP2-Protein)
  • NLRP3-Gen, ein humanes Gen, das das NACHT, LRR and PYD domains-containing Protein 3 -NLRP3-Protein (ältere Bezeichnung Cryopyrin) kodiert (NLRP3-Protein).  
  • NLRP4-Gen, ein humanes Gen, das das gleichnamige Protein kodiert. Das NLRP4-Protein ist möglicherweise an der Entzündung und der Erkennung von zytosolischen pathogen-assoziierten molekularen Mustern (PAMPs) beteiligt, die nicht von membrangebundenen Rezeptoren abgefangen werden. Es wirkt als negativer Regulator des Interferon-Signalwegs vom Typ I, indem es als Adapter zur Förderung der DTX4-vermittelten Ubiquitinierung von aktiviertem TBK1 und dessen anschließendem Abbau dient. Weiterhin unterdrückt es die NF-kappaB-Induktion durch die Zytokine TNFA und IL1B, was darauf hindeutet, dass es an einem Konvergenzpunkt in diesen beiden Zytokin-Signalwegen wirkt.
  • NLRP5-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 5” kodiert.
  • NLRP6-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 6” kodiert.
  • NLRP7-Gen, ein humanes Gen, das das NACHT, LRR and PYD domains-containing Protein 7 kodiert.
  • NLRP8-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 8” kodiert.
  • NLRP9-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 9” kodiert.
  • NLRP10-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 10” kodiert.
  • NLRP11-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 11” kodiert.
  • NLRP12-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 12” kodiert. Die NLRP12-assoziierte systemische autoinflammatorische Erkrankung (NLRP12-AID) ist eine neu identifizierte, seltene autosomal-dominante autoinflammatorische Systemerkrankung (SAID), die meist im Kindesalter auftritt und durch Mutationen im NLRP12-Gen verursacht wird. Eine NLRP12-AID -Variante wird auch als Familiäres autoinflammatorisches Kältesyndrom 2 bezeichnet (FCAS2). Klinisch ist die Krankheit durch periodisches Fieber gekennzeichnet, das von entzündlichen Schäden im gesamten System begleitet wird. NLRP12-AID wird durch frühe klinische Identifizierung und genetischen Nachweis diagnostiziert.

    NLRP13-Gen, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 13” kodiert.

  • NLRP14, ein humanes Gen, das die NOD-like receptor family “Pyrin domain containing 14” kodiert.

Literatur
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  1. Jounai N et al. (2011) NLRP4 negatively regulates autophagic processes through an association with beclin1. J Immunol 186:1646-1655.
  2. Lee S et al. (2016) Regulation and Function of the Nucleotide Binding Domain Leucine-Rich Repeat-Containing Receptor, Pyrin Domain-Containing-3 Inflammasome in Lung Disease. Am J Respir Cell Mol Biol 54:151-
  3. Ratsimandresy RA et al.(2013) An Update on PYRIN Domain-Containing Pattern Recognition Receptors: From Immunity to Pathology. Front Immunol 4:440.
  4. Sun RM et al. (2022) NLRP4 negatively regulates type I interferon response and influences the outcome in anti-programmed cell death protein (PD)-1/PD-ligand 1 therapy. Cancer Sci 113:838-851.
  5. Zambetti LP et al.(2012) The rhapsody of NLRPs: master players of inflammation...and a lot more. Immunol Res 53(1-3):78-90. Zambetti LP et al. (2014)  NLRPs, microbiota, and gut homeostasis: unraveling the connection. J Pathol 233:321-330. 
  6. Wirawan E et al. (2012) Beclin1: a role in membrane dynamics and beyond. Autophagy 8: 6-17.
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