CD14是1981年由Todd首先在人單核細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的膜蛋白分子,Maliszewski于1985年又從人血漿中發(fā)現(xiàn)了與單核細(xì)胞表面CD14結(jié)構(gòu)相似的可溶性CD14 (solubleCD14,sCD14)。因發(fā)現(xiàn)它僅分布在成熟髓樣細(xì)胞表面,早期將CD14視為一種白細(xì)胞分化抗原,當(dāng)時(shí)人們并不知道CD14的具體功能,直到1990年,Wright等首先報(bào)道CD14是一種LPS(lipopolysaccharide,脂多糖)受體,這也是首-次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面存在LPS受體。
人CD14基因位于第5號(hào)染色體的長臂上(5q23~q31),約含有1338個(gè)核苷酸殘基。從核苷酸的第76位到1200位,編碼一段有375個(gè)氨基酸殘基的多肽鏈,該多肽鏈的前19位信號(hào)肽被水解后,即形成成熟的CD14分子,含356個(gè)氨基酸。與CD14基因相鄰的區(qū)域含有幾種髓樣特異性生長因子和受體基因,包括細(xì)胞因子中的IL-3、1L-4、IL-5、IL-1、巨噬細(xì)胞集落刺激因子(M-CSF)、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、酸性成纖維細(xì)胞生長因子(aFGF)、內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(ECGF),受體基因有M-CSF受體、血小板源性生長因子受體(PDGFR)、β2-腎上腺素能受體(β2 AR)以及分化抗原CD49a和CD49b。
鼠CD14基因位于第18號(hào)染色體上,后者也至少編碼五種以上生長因子和受體基因。因此,根據(jù)CD14基因的定位,人們曾推測CD14可能是某種受體分子。鼠CD14基因編碼區(qū)與人CD14具有74%的同源性。鼠CD14由351個(gè)氨基酸殘基組成,與人CD14 氨基酸序列具有66%的同源性。Ikeda等用小鼠CD14基因的PCR擴(kuò)增片段作探針從牛染色體基因文庫中獲得了牛CD14基因,序列分析發(fā)現(xiàn)在其起始密碼子ATG之后有一個(gè)由90 bp構(gòu)成的內(nèi)含子,比人和鼠CD14中的內(nèi)含子多了兩個(gè)核苷酸(88bp)。
牛CD14全長編碼基因為1122 bp,共編碼373個(gè)氨基酸,其中含有信號(hào)肽序列,但缺少穿膜結(jié)構(gòu)域,在其序列中有3個(gè)潛在的N-連接糖基化位點(diǎn)。牛CD14的核苷酸序列與人及小鼠CD14 的同源性分別為78%和69%,所推導(dǎo)的氨基酸序列與人CD14 的同源性為73.5%,與鼠CD14的同源性僅為61.4%,三者之間氨基酸序列的同源性為55%。此外,其他動(dòng)物CD14 基因也與人CD14基因序列有較高的同源性。
同天然免疫系統(tǒng)的其他模式識(shí)別蛋白一樣,CD14為亮氨酸家族成員,其胞外區(qū)含有多個(gè)富亮氨酸重復(fù)序列(leucine-rich re-peats)(LXXLXLX)。經(jīng)序列分析比較發(fā)現(xiàn),這一特征性序列竟是來源于在進(jìn)化關(guān)系上較遠(yuǎn)的生物種類,如酵母、果蠅,提示亮氨酸重復(fù)結(jié)構(gòu)可能具有重要的生物學(xué)意義?,F(xiàn)認(rèn)為這一結(jié)構(gòu)域通過形成雙歧β折疊與脂質(zhì)作用,是CD14識(shí)別并結(jié)合LPS的關(guān)鍵區(qū)域。
在人和小鼠CD14 分子含有10個(gè)富亮氨酸重復(fù)序列,比牛CD14分子多4個(gè)。CD14分子還含有多個(gè)半胱氨酸殘基,可以形成二硫鍵,這對于穩(wěn)定其空間構(gòu)象及維持其生物活性具有重要意義。缺失突變研究表明,CD14N末端152個(gè)氨基酸序列具有完整的結(jié)合LPS 和介導(dǎo)細(xì)胞激活的作用,說明CD14結(jié)合LPS和激活細(xì)胞的功能區(qū)域位于前152個(gè)氨基酸以內(nèi),其中氨基酸57~64和39~44片斷為LPS的結(jié)合域,因?yàn)閷⑦@些區(qū)域刪除可導(dǎo)致與LPS結(jié)合能力完-全喪失。氨基酸7~10,9~13和91~101可能為CD14的激活域,因?yàn)閯h除這些區(qū)域后CD14雖能結(jié)合LPS,但缺乏激活作用。此外,CD14分子含有多個(gè)N-連接糖基化位點(diǎn),屬糖蛋白。
根據(jù)CD14在體內(nèi)的存在形式,分為存在于細(xì)胞表面的膜結(jié)合型CD14(membrane-bound CD14,mCD14)和血漿內(nèi)的sCD14。mCD14是一種分子量為5.3萬~5.5萬的糖蛋白,主要通過糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)錨著在細(xì)胞膜上,少數(shù)mCD14也可通過跨膜肽與細(xì)胞膜結(jié)合,其附膜形式不影響其功能活性。mCD14在細(xì)胞內(nèi)合成后,先在高爾基復(fù)合體內(nèi)糖化,其羧基端再與GPI結(jié)合,通過GPI的磷脂部分附著在細(xì)胞膜上。