CD14是1981年由Todd首先在人單核細胞表面發現的膜蛋白分子,Maliszewski于1985年又從人血漿中發現了與單核細胞表面CD14結構相似的可溶性CD14 (solubleCD14,sCD14)。因發現它僅分布在成熟髓樣細胞表面,早期將CD14視為一種白細胞分化抗原,當時人們并不知道CD14的具體功能,直到1990年,Wright等首先報道CD14是一種LPS(lipopolysaccharide,脂多糖)受體,這也是首-次發現細胞表面存在LPS受體。
人CD14基因位于第5號染色體的長臂上(5q23~q31),約含有1338個核苷酸殘基。從核苷酸的第76位到1200位,編碼一段有375個氨基酸殘基的多肽鏈,該多肽鏈的前19位信號肽被水解后,即形成成熟的CD14分子,含356個氨基酸。與CD14基因相鄰的區域含有幾種髓樣特異性生長因子和受體基因,包括細胞因子中的IL-3、1L-4、IL-5、IL-1、巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子(GM-CSF)、酸性成纖維細胞生長因子(aFGF)、內皮細胞生長因子(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基因編碼區與人CD14具有74%的同源性。鼠CD14由351個氨基酸殘基組成,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,序列分析發現在其起始密碼子ATG之后有一個由90 bp構成的內含子,比人和鼠CD14中的內含子多了兩個核苷酸(88bp)。
牛CD14全長編碼基因為1122 bp,共編碼373個氨基酸,其中含有信號肽序列,但缺少穿膜結構域,在其序列中有3個潛在的N-連接糖基化位點。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。
同天然免疫系統的其他模式識別蛋白一樣,CD14為亮氨酸家族成員,其胞外區含有多個富亮氨酸重復序列(leucine-rich re-peats)(LXXLXLX)。經序列分析比較發現,這一特征性序列竟是來源于在進化關系上較遠的生物種類,如酵母、果蠅,提示亮氨酸重復結構可能具有重要的生物學意義。現認為這一結構域通過形成雙歧β折疊與脂質作用,是CD14識別并結合LPS的關鍵區域。
在人和小鼠CD14 分子含有10個富亮氨酸重復序列,比牛CD14分子多4個。CD14分子還含有多個半胱氨酸殘基,可以形成二硫鍵,這對于穩定其空間構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個氨基酸序列具有完整的結合LPS 和介導細胞激活的作用,說明CD14結合LPS和激活細胞的功能區域位于前152個氨基酸以內,其中氨基酸57~64和39~44片斷為LPS的結合域,因為將這些區域刪除可導致與LPS結合能力完-全喪失。氨基酸7~10,9~13和91~101可能為CD14的激活域,因為刪除這些區域后CD14雖能結合LPS,但缺乏激活作用。此外,CD14分子含有多個N-連接糖基化位點,屬糖蛋白。
根據CD14在體內的存在形式,分為存在于細胞表面的膜結合型CD14(membrane-bound CD14,mCD14)和血漿內的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)錨著在細胞膜上,少數mCD14也可通過跨膜肽與細胞膜結合,其附膜形式不影響其功能活性。mCD14在細胞內合成后,先在高爾基復合體內糖化,其羧基端再與GPI結合,通過GPI的磷脂部分附著在細胞膜上。