結構生物化學/CCN 蛋白
CCN 家族由六種分泌的細胞外基質相關蛋白組成（CCN1-CCN6）。CCN 家族的命名源於前三個被發現的 CCN 蛋白的首字母縮寫：Cyr61（富含半胱氨酸蛋白 61）、CTGF（結締組織生長因子）和 NOV（腎母細胞瘤過表達基因）。CCN 家族作為 ECM 成分的關鍵調節因子和訊號分子，參與各種重要的生物學功能，包括粘附和細胞外基質重塑、骨骼發育和軟骨形成、血管生成和傷口修復以及細胞增殖的調節。
從結構方面來看，CCN 蛋白包含一個 N 末端的訊號肽，四個類似的功能域，相同的組織方式，共同的內含子/外顯子模式，以及類似的初級結構（40-60% 的相似性）。所有六種 CCN 蛋白都有五個外顯子，其中第一個外顯子對應於訊號序列，其餘部分對應於離散的蛋白質模組。CCN 家族成員具有四個功能域：1）胰島素樣生長因子結合蛋白樣模組（IGFBP），2）馮·維勒布蘭德因子 C 型重複模組（VWC），3）血小板反應蛋白 1 型重複模組，以及 4）含半胱氨酸結的模組（CCN5 除外）。每個結構域都由連線區隔開，連線區易受蛋白水解作用。蛋白水解作用透過切割連線區來調節 CCN 蛋白的活性，從而產生截短的分子和單個模組。這六個成員還包含 38 個保守的半胱氨酸殘基，這些殘基在整個家族中長度和組成各不相同。這些殘基位於 VWC 結構域之後，充當蛋白質前半部分和後半部分之間的鉸鏈。
IGFBP：IGFBP 家族由 IGFBP 組成，這些 IGFBP 對胰島素樣生長因子具有高親和力並與之結合。這使得它們能夠控制 IGF 的運輸、定位和代謝分解。IGFBP 結構域通常是多結構域蛋白，具有獨特的富含半胱氨酸的 N 末端和 C 末端結構域，透過可變的連線區連線。N 末端結構域呈球狀結構，具有 12 個保守的半胱氨酸殘基，而 C 末端結構域具有 6 個保守的半胱氨酸殘基。N 末端和 C 末端結構域協同工作，以高親和力結合幷包含 IGF 分子。
CCN 家族的 IGFBP 結構域與傳統 IGFBP 的 N 末端結構域具有高度的序列相似性，但缺少 C 末端結構域，因此對 IGF 的結合能力很差。科學家利用 CPH 模型構建了 CCN 的 IGFBP 結構域模型。為了構建模型，他們使用了 N 末端結構域的 80 個氨基酸序列殘基，該序列與 CCN 和 IGFBP 的序列同一性為 30%。該序列呈 L 形，分為兩個子結構域，由一段短的螺旋連線。第一個子結構域呈半摺疊狀，有兩個反平行 β 摺疊和兩個平行環。這些環透過一系列二硫鍵穩定，這些二硫鍵與 β 摺疊形成一個平面。第二個子結構域是一個球狀結構域，包含 IGF 結合位點，並被三個反平行 β 摺疊包圍，這些 β 摺疊透過二硫鍵穩定。
VWC：馮·維勒布蘭德因子 C 型重複結構域包含一個 70-100 個氨基酸序列的基序，該基序在大多數 ECM 蛋白中都是高度保守的。VWC 結構域可以在單個蛋白質中重複多次，從而增強其活性，但生長因子親和力有所不同。這種蛋白質之間的差異被認為是一種調節方式，解釋了不僅在 CCN 蛋白中，而且在其他蛋白質中也存在不同的底物特異性。該結構域的功能之一是調節骨形態發生蛋白，骨形態發生蛋白促進骨骼、軟骨和器官的生長，以及調節 TFG-β 訊號傳導。
CCN 蛋白中的 VWC 結構域由兩部分組成。上部分由 β 摺疊組成，而下部分由纖維連線蛋白樣物質組成，這些物質透過二硫鍵連線在一起。除 CCN6 外，所有 CCN 蛋白都具有 VWC 結構域的保守半胱氨酸。這導致了兩種二硫鍵的結合模式，隨後是 β 摺疊，然後是另外三個二硫鍵。雖然半胱氨酸在 CCN 蛋白中是保守的，但它們的 VWC 結構域在靜電錶面方面有所不同。CCN1 和 CCN5 主要是負電荷表面，CCN4 主要是正電荷表面，其餘部分是表面電荷的混合物。
大多數蛋白質中的 VWC 重複功能是調節骨形態發生蛋白（BMP）和 TGF-β 訊號傳導。BMP 和 TGF-β 與 CCN 蛋白密切合作。BMP 影響骨骼和軟骨的生長，而當骨骼和軟骨受損時，TGF-β 會促進 CCN 1、CCN 2 和 CCN 5 表達增加，而 CCN 4 表達減少。
TSP-1：該結構域由 55 個氨基酸序列殘基組成。它有三個不同的結構域重複：TSR-1 重複，三個表皮生長因子樣重複和七個富含天冬氨酸的重複，所有這些都位於線性結構中。TSR-1 重複在人類基因組中以及其他真核生物中很常見。它主要由小的三鏈反平行 β 摺疊組成，這些 β 摺疊以右手螺旋形狀排列，主要功能是作為訊號傳導和粘附中的細胞附著位點，抑制血管生成（血細胞生長），各種生長因子的蛋白質結合位點和其他 ECM 蛋白，以及 TSP-1 結構域中的糖胺聚糖結合位點。與 VWC 類似，許多 TSR 都與 TGF-β 結合，但 CCN 蛋白中的 TSP-1 結構域缺少必要的 RFK 三肽序列來執行結合。然而，TSP-1 結構域與 TSR 超家族具有 60 個氨基酸序列的相似性，以及保守的半胱氨酸殘基，CSxTCG 基序，結構域 N 末端的精氨酸和色氨酸殘基。
與原始的 TSP 結構域不同，CCN 蛋白中的 TSP 結構域具有較少的 CWR 層，這些層形成氫鍵，沿著結構域的三鏈反平行 β 摺疊。因此，它們形成的氫鍵更少，只有一個色氨酸和兩個精氨酸殘基。三個二硫鍵都存在於該結構域中，並將環連線在一起，圍繞著 β 摺疊。所有六種 CCN 蛋白都保留了正電荷結構域表面。由於 TSP-1 結構域能夠與糖綴合物結合，並抑制血管生成，因此它可能解釋了 CCN 蛋白對血管生成的管理以及它們與 ECM 本身的相互作用。CCN 蛋白，特別是 CCN 1 和 CCN 2，與 TGF-β 相互作用，促進它們的表達，例如在骨折或斷裂期間的成骨細胞中，以及介導血管生成。它們與 TGF-β 的相互作用可能由它們的 TSP-1 結構域協調，因為原始的 TSP 結構域也與 TFG-β 相互作用。CCN 蛋白中突變和缺失的 TSP 結構域被認為與結直腸癌和胃癌以及威爾姆斯瘤的形成有關。
CT：CT 結構域包含一個由六個保守的半胱氨酸殘基組成的半胱氨酸結基序。它被認為介導了許多 CCN 蛋白的功能，這些功能可以是異二聚體的，其中 CCN 2 和 CCN 3 的兩個 CT 結構域在谷胱甘肽 S-轉移酶下拉試驗中相互作用，並參與肝素結合，肝素是 ECM 的組成部分之一。所有 CCN 蛋白 CT 結構域都包含一組正電荷殘基，這些殘基圍繞著 β 摺疊環，肝素結合位點位於其結構域的 N 末端部分。CCN 蛋白的主要功能之一是調節和重塑 ECM 以及粘附。由於 TSP 結構域被認為與肝素硫酸化蛋白聚糖結合，因此科學家認為 CT 結構域和 TSP 結構域可能協同工作，透過指導 CCN 蛋白如何控制和操縱粘附過程以及 ECM 的組成。例如，為了誘導血管平滑肌細胞的粘附，CCN 3 與整合素細胞表面受體和硫酸肝素蛋白聚糖相互作用。
CT 結構域還包含一個半胱氨酸結，該半胱氨酸結由八個殘基環組成，透過兩個二硫鍵連線，第三個鍵穿過結的中心。在 3D 結旁邊是兩個二鏈反平行 β 摺疊。科學家認為，正是該結構域的半胱氨酸結基序使其能夠像生長因子那樣充當二聚化分子。在 NGF 和 TGF-β 中，是結中心的二硫鍵有助於指導二聚化。雖然所有 CCN 蛋白都有類似的排列，但它們在靜電錶面方面略有不同。科學家認為，這種電荷差異以及它們的多樣序列（不包括它們保守的半胱氨酸）可能解釋了 CT 結構域配體和結合夥伴的差異。
Holbourn, Kenneth, K. Ravi Archarya, Bernard Perbal. "CCN 蛋白家族：結構-功能關係。"Ce Press. 2010. 網頁。