Дельта-эндотоксины ( δ-эндотоксины ) представляют собой порообразующие токсины, продуцируемые бактериями Bacillus thuringiensis . Они обладают инсектицидным действием и являются основным токсином, продуцируемым Bt кукурузой . Во время образования спор бактерии производят кристаллы таких белков (отсюда и название Cry- токсины), которые также известны как параспоральные тельца , рядом с эндоспорами ; в результате некоторые члены известны как параспорины . Группа Cyt (цитолитических) токсинов - это группа дельта-эндотоксинов, отличная от группы Cry.
Содержание
1 Механизм действия
2 Структура
3 Типы
4 ссылки
5 Дальнейшее чтение
6 Внешние ссылки
Механизм действия [ править ]
Когда насекомое глотает эти белки, они активируются протеолитическим расщеплением. N-конец расщепляется во всех белках, а С-конец отщепляется у некоторых членов. После активации эндотоксин связывается с эпителием кишечника и вызывает лизис клеток путем образования катион-селективных каналов , что приводит к гибели. [2] [1]
Структура [ править ]
Активированная область дельта-токсина состоит из трех отдельных структурных доменов : N-концевой домен спирального пучка ( InterPro : IPR005639 ), участвующий во встраивании в мембрану и формировании пор; бета-лист центральный домен вовлечен в связывание с рецептором; и С-концевой бета-сэндвич-домен ( InterPro : IPR005638 ), который взаимодействует с N-концевым доменом с образованием канала. [1] [2]
Типы [ править ]
B. thuringiensis кодирует многие белки семейства дельта-эндотоксинов ( InterPro : IPR038979 ), при этом некоторые штаммы одновременно кодируют несколько типов. [3] Ген, чаще всего встречающийся в плазмидах, [4] дельта-энтотоксины иногда обнаруживаются в геномах других видов, хотя и в меньшем количестве, чем у B. thuringiensis . [5] Названия генов выглядят так Cry3Bb, что в данном случае указывает на токсин Cry суперсемейства 3 семейства B подсемейства b. [6]
Белки Cry, которые представляют интерес для исследований рака, перечислены в номенклатуре параспоринов (PS) в дополнение к номенклатуре Cry. Они не убивают насекомых, а убивают лейкозные клетки. [7] [8] [9] Токсины Cyt имеют тенденцию образовывать свою собственную группу, отличную от токсинов Cry. [10] Не все токсины Cry - кристаллы - имеют общий корень. [11] Примеры токсинов, не являющихся трехдоменными, которые, тем не менее, имеют название Cry, включают Cry34 / 35Ab1 и родственные бета-сэндвич-бинарные ( Bin- подобные ) токсины, Cry6Aa и многие параспорины бета-сэндвичей. [12]
Конкретные дельта-эндотоксины, которые использовались для генной инженерии, включают Cry3Bb1, обнаруженный в MON 863, и Cry1Ab, обнаруженный в MON 810 , оба из которых являются видами кукурузы. Cry3Bb1 особенно полезен, потому что он убивает жесткокрылых насекомых, таких как кукурузный корневой червь , активность, не наблюдаемая в других белках Cry. [1] К другим распространенным токсинам относятся Cry2Ab и Cry1F, содержащиеся в хлопке и кукурузе. [13] Кроме того, Cry1Ac эффективен в качестве адъюванта вакцины для человека. [14]
Некоторые популяции насекомых начали вырабатывать устойчивость к дельта-эндотоксину, и по состоянию на 2013 год было обнаружено пять устойчивых видов. Растения с двумя видами дельта-эндотоксинов, как правило, замедляют развитие устойчивости, поскольку насекомые должны развиваться, чтобы преодолеть оба токсина одновременно. Посадка устойчивых растений не-Bt растений снизит давление отбора для выработки токсина. Наконец, растения с двумя токсинами не следует высаживать с растениями с одним токсином, поскольку в этом случае растения с одним токсином действуют как ступенька для адаптации. [13]
Ссылки [ править ]
^ a b c d Галицкий Н., Коди В., Войтчак А., Гош Д., Люфт Дж. Р., Пэнгборн В., английский Л. (август 2001 г.). «Структура инсектицидного бактериального дельта-эндотоксина Cry3Bb1 Bacillus thuringiensis». Acta Crystallographica. Секция D, Биологическая кристаллография . 57 (Pt 8): 1101–9. DOI : 10.1107 / S0907444901008186 . PMID 11468393 .
^ a b Grochulski P, Masson L, Borisova S, Pusztai-Carey M, Schwartz JL, Brousseau R, Cygler M (декабрь 1995 г.). «Инсектицидный токсин Bacillus thuringiensis CryIA (а): кристаллическая структура и формирование каналов». Журнал молекулярной биологии . 254 (3): 447–64. DOI : 10.1006 / jmbi.1995.0630 . PMID 7490762 .
^ "Номенклатура токсинов Bacillus thuringiensis" . База данных специфичности токсина Bt . Проверено 12 апреля 2019 .
^ Мизуки Е, Парк Ю.С., Saitoh Н, Ямашита S, Акао Т, Хигути К, М Охба (июль 2000 г.). «Параспорин, параспоральный белок Bacillus thuringiensis, распознающий лейкозные клетки человека» . Клинико-диагностическая лаборатория иммунологии . 7 (4): 625–34. DOI : 10,1128 / CDLI.7.4.625-634.2000 . PMC 95925 . PMID 10882663 .
^ Охба M, Mizuki E, Uemori A (январь 2009). «Параспорин, новая группа противоопухолевых белков из Bacillus thuringiensis» . Противораковые исследования . 29 (1): 427–33. PMID 19331182 .
^ «Список параспоринов» . Комитет по классификации и номенклатуре параспоринов . Доступ 4 января 2013 г.
^ Крикмор Н. "Другие последовательности криков" (PDF) . Проверено 12 апреля 2019 .
^ Crickmore N, Zeigler DR, Feitelson J, Schnepf E, Van Rie J, Lereclus D, et al. (Сентябрь 1998 г.). «Пересмотр номенклатуры пестицидных кристаллических белков Bacillus thuringiensis» (PDF) . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 62 (3): 807–13. DOI : 10.1128 / MMBR.62.3.807-813.1998 . PMC 98935 . PMID 9729610 .
^ Келкер М.С., Берри С., Эванс С.Л., Пай Р., Маккаскилл Д.Г., Ван Н.Х. и др. (2014-11-12). «Структурная и биофизическая характеристика инсектицидных белков Bacillus thuringiensis Cry34Ab1 и Cry35Ab1» . PLOS ONE . 9 (11): e112555. Bibcode : 2014PLoSO ... 9k2555K . DOI : 10.1371 / journal.pone.0112555 . PMC 4229197 . PMID 25390338 .
^ a b Табашник Б. Е., Брево Т., Каррьер Y (июнь 2013 г.). «Устойчивость насекомых к Bt-культурам: уроки первого миллиарда акров» . Природа Биотехнологии . 31 (6): 510–21. DOI : 10.1038 / nbt.2597 . PMID 23752438 . S2CID 205278530 .
^ Родригес-Monroy М.А., Морено-Fierros L (март 2010). «Поразительная активация NALT и лимфоцитов носовых ходов, вызванная интраназальной иммунизацией протоксином Cry1Ac» . Скандинавский журнал иммунологии . 71 (3): 159–68. DOI : 10.1111 / j.1365-3083.2009.02358.x . PMID 20415781 .
Дальнейшее чтение [ править ]
Браво А., Гилл СС, Соберон М. (март 2007 г.). «Механизм действия токсинов Bacillus thuringiensis Cry и Cyt и их потенциал для борьбы с насекомыми» . Токсикон . 49 (4): 423–35. DOI : 10.1016 / j.toxicon.2006.11.022 . PMC 1857359 . PMID 17198720 .
Пиготт CR, Эллар DJ (июнь 2007 г.). «Роль рецепторов в активности кристаллического токсина Bacillus thuringiensis» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 71 (2): 255–81. DOI : 10.1128 / MMBR.00034-06 . PMC 1899880 . PMID 17554045 .
Пальма Л., Муньос Д., Берри С., Мурильо Дж., Кабальеро П. (декабрь 2014 г.). «Токсины Bacillus thuringiensis: обзор их биоцидной активности» . Токсины . 6 (12): 3296–325. DOI : 10,3390 / toxins6123296 . PMC 4280536 . PMID 25514092 .
Внешние ссылки [ править ]
Cry3Bb1 в Агентстве по охране окружающей среды США
Категория
