Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Диптерицин
Pterraenovae.jpg
Муха Phormia terranova , у которой впервые был выделен диптерицин
Идентификаторы
СимволДиптерицин, Dpt
ИнтерПроIPR040428

Диптерицин представляет собой противомикробный пептид (АМП) массой 9 кДа мух, впервые выделенных из мясной мухи Phormia terranova . [1] Он в первую очередь активен против грамотрицательных бактерий , нарушая целостность бактериальной мембраны. Структура этого белка включает в себя пролин -богатой область с сходство с АМП drosocin , pyrrhocoricin и abaecin , и глицин-богатый домен с сходства с attacin . [2] Диптерицин - это знаковый индикатор активности иммунной системы у мух, который повсеместно используется в исследованиях иммунитета дрозофилы . [3]Диптерицин назван в честь насекомых отряда Diptera .

Структура и функции [ править ]

Диптерицины обнаружены у Diptera [4], но наиболее полно они охарактеризованы у плодовых мух Drosophila . Зрелые структуры диптерицинов неизвестны, хотя предыдущие попытки синтезировать диптерицин предполагали, что диптерицин в Protophormia terraenovae является одним линейным пептидом. Однако пептид диптерицина B Drosophila melanogaster, вероятно, расщепляется на два отдельных пептида. Синтез диптерицина in vitro обнаружил активность полноразмерного пептида, но независимый синтез двух пептидов и их смешивание не воспроизводит активность диптерицина. [2] [5] Активность диптерицина А сильно связана с остатками в богатом глицином домене.

Диптерицин как модель для понимания специфики взаимодействий хозяин-патоген [ править ]

Полиморфизм в одном остатке в diptericin глицин-богатых доменов резко влияет на его активность в отношении грамотрицательных бактерий Providencia rettgeri . [6] Мухи с геном диптерицина А , кодирующим аллель серина, выживают при инфекции значительно больше, чем мухи с аллелем аргинина. Неясно, насколько часто такие полиморфизмы могут диктовать взаимодействия хозяин-патоген, но есть свидетельства широко распространенного уравновешивающего отбора, что диптерицин не единственный AMP с такими полиморфизмами. [7] Эта тесная связь между диптерицином и P. rettgeriдополнительно подтверждается генетическими подходами, которые показывают, что диптерицин является единственным антимикробным пептидом иммунного ответа дрозофилы, который влияет на устойчивость к P. rettgeri . [8]

Ген диптерицина плодовой мухи «Диптерицин B» имеет уникальную структуру, которая была получена независимо как у плодовых мушек Tephritidae, так и у Drosophila . Это представляет собой сходящуюся эволюцию в качестве антимикробного пептида по отношению к общей структуре в два отдельных плодовых вскармливания родословных. Более удивительно то, что подсети как Tephritidae, так и Drosophila , которые специализировались на нефруктовых источниках пищи, впоследствии утратили диптерицин B. [9] У плодовых мух, питающихся грибами, Drosophila guttifera и Drosophila testacea, эта потеря, по-видимому, произошла независимо, поскольку мутации в генах диптерицина B этих видов различны. Эта повторяющаяся потеря диптерицина B у плодовых мушек, которые разошлись, чтобы питаться нефруктовой пищей, предполагает, что диптерицин B настроен на образ жизни, связанный с кормлением фруктами, но не важен и, возможно, даже вреден для окружающей среды, не связанной с фруктами.

Эти наблюдения являются частью растущего числа доказательств того, что антимикробные пептиды могут иметь тесные связи с микробами и, возможно, с экологией хозяина , в отличие от предыдущей философии, согласно которой эти пептиды действуют универсальным и избыточным образом. [7] [9] [10] [11]

Функции, выходящие за рамки антимикробной активности [ править ]

  • Диптерицины также могут обладать свойствами, снижающими окислительное повреждение во время иммунного ответа. [12]
  • Подавление генов диптерицина B и аттацина C у Drosophila приводит к усилению роста вируса Синдбис. [13]
  • Сверхэкспрессия диптерицина и других антимикробных пептидов в мозге мух приводит к нейродегенерации. [14]
  • Ген диптерицина B дрозофилы необходим для формирования памяти. [15]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Dimarcq ДЛ, Keppi Е, Данбэр В, Ламберт Дж, Reichhart Ю.М., Хоффман Д, Ренкина С.М., Фотерджил JE, Хоффман JA (январь 1988). «Иммунитет к насекомым. Очистка и характеристика семейства новых индуцибельных антибактериальных белков от иммунизированных личинок двукрылых Phormia terranovae и полная аминокислотная последовательность преобладающего члена, диптерицина А» . Европейский журнал биохимии . 171 (1–2): 17–22. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1988.tb13752.x . PMID  3276515 .
  2. ^ a b Cudic M, Bulet P, Hoffmann R, Craik DJ, Otvos L (декабрь 1999 г.). «Химический синтез, антибактериальная активность и конформация диптерицина, 82-мерного пептида, первоначально выделенного из насекомых» . Европейский журнал биохимии . 266 (2): 549–58. DOI : 10.1046 / j.1432-1327.1999.00894.x . PMID 10561597 . 
  3. ↑ Lemaitre B, Hoffmann J (17 февраля 2019 г.). «Хозяин защиты Drosophila melanogaster» . Ежегодный обзор иммунологии . 25 : 697–743. DOI : 10.1146 / annurev.immunol.25.022106.141615 . PMID 17201680 . 
  4. Перейти ↑ Hanson MA, Hamilton PT, Perlman SJ (октябрь 2016 г.). «Иммунные гены и дивергентные антимикробные пептиды у мух подрода Drosophila» . BMC Evolutionary Biology . 16 (1): 228. DOI : 10,1186 / s12862-016-0805-у . PMC 5078906 . PMID 27776480 .  
  5. ^ Hedengren, Марика; Борге, Карин; Халтмарк, Дэн (2000-12-20). «Экспрессия и эволюция семейства генов аттацина / диптерицина дрозофилы». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 279 (2): 574–581. DOI : 10.1006 / bbrc.2000.3988 . ISSN 0006-291X . PMID 11118328 .  
  6. ^ Unckless RL, Howick В.М., Лаццаро BP (январь 2016). «Конвергентный балансирующий отбор антимикробного пептида у дрозофилы» . Текущая биология . 26 (2): 257–262. DOI : 10.1016 / j.cub.2015.11.063 . PMC 4729654 . PMID 26776733 .  
  7. ^ a b Unckless RL, Lazzaro BP (май 2016 г.). «Возможности адаптивного поддержания разнообразия антимикробных пептидов насекомых» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки . 371 (1695): 20150291. DOI : 10.1098 / rstb.2015.0291 . PMC 4874389 . PMID 27160594 .  
  8. ^ Хэнсон М.А., Dostálová А, Ceroni С, Пьюдевин М, Кондо S, Леметр В (февраль 2019). «Синергия и замечательная специфичность антимикробных пептидов in vivo с использованием систематического нокаута» . eLife . 8 . DOI : 10.7554 / eLife.44341 . PMC 6398976 . PMID 30803481 .  
  9. ^ а б Хэнсон, Марк Остин; Леметр, Бруно; Unckless, Роберт Л. (2019). «Динамическая эволюция антимикробных пептидов подчеркивает компромисс между иммунитетом и экологической пригодностью» . Границы иммунологии . 10 : 2620. DOI : 10,3389 / fimmu.2019.02620 . ISSN 1664-3224 . PMC 6857651 . PMID 31781114 .   
  10. ^ Imler JL, Bulet P (17 февраля 2019). «Антимикробные пептиды у дрозофилы: структуры, активность и регуляция генов». Химическая иммунология и аллергия . 86 : 1–21. DOI : 10.1159 / 000086648 . ISBN 978-3-8055-7862-2. PMID  15976485 .
  11. ^ Войти FH, Balmand S, Vallier A, Винсент-Monégat C, Vigneron A, Вайс-Гайе M, Роша D, Heddi A (октябрь 2011). «Противомикробные пептиды держат эндосимбионтов насекомых под контролем». Наука . 334 (6054): 362–5. Bibcode : 2011Sci ... 334..362L . DOI : 10.1126 / science.1209728 . PMID 22021855 . S2CID 23646646 .  
  12. ↑ Чжао Х.В., Чжоу Д., Хаддад Г.Г. (февраль 2011 г.). «Антимикробные пептиды повышают устойчивость к оксидантному стрессу у Drosophila melanogaster» . Журнал биологической химии . 286 (8): 6211–8. DOI : 10.1074 / jbc.M110.181206 . PMC 3057857 . PMID 21148307 .  
  13. ^ Хуанг Z, Кингсолвер МБ, Avadhanula В, Hardy RW (2013). «Противовирусная роль антимикробных пептидов во время реакции членистоногих на репликацию альфа-вируса» . J Virol . 87 (8): 4272–80. DOI : 10,1128 / JVI.03360-12 . PMC 3624382 . PMID 23365449 .  
  14. ^ Cao Y, Chtarbanova S, Петерсен AJ, Ganetzky B (май 2013). «Мутации Dnr1 вызывают нейродегенерацию у дрозофилы, активируя врожденный иммунный ответ в головном мозге» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (19): E1752-60. Bibcode : 2013PNAS..110E1752C . DOI : 10.1073 / pnas.1306220110 . PMC 3651420 . PMID 23613578 .  
  15. ^ Барахас-Azpeleta Р, У - J, J Гилл, Вельт R, Сейдел С, МакКинни S, Dissel S, Si , К (октябрь 2018). «Антимикробные пептиды модулируют долговременную память» . PLOS Genetics . 14 (10): e1007440. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1007440 . PMC 6224176 . PMID 30312294 .