Пардаксин - это пептид, продуцируемый подошвой Красного моря (P4, P5) и подошвой тихоокеанского павлина (P1, P2, P3), который используется в качестве репеллента от акул . [1] [2] [3] Это вызывает лизис из млекопитающих и бактериальных клеток, похожих на мелиттин . [4]
Пардаксин | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
Символ | Пардаксин | |||||||
Pfam | PF07425 | |||||||
ИнтерПро | IPR009990 | |||||||
TCDB | 1.A.66 | |||||||
OPM суперсемейство | 208 | |||||||
Белок OPM | 1xc0 | |||||||
|
Синтез
В лаборатории пардаксин синтезируют с помощью автоматического синтезатора пептидов. В качестве альтернативы можно собрать и очистить секреты подошвы Красного моря.
Функции
Антибактериальный пептид
Пардаксин имеет структуру спираль-шарнир-спираль. Эта структура характерна для пептидов, которые избирательно действуют на бактериальные мембраны, и цитотоксических пептидов, лизирующих клетки млекопитающих и бактерий. [4] Пардаксин демонстрирует значительно более низкую гемолитическую активность по отношению к эритроцитам человека по сравнению с мелиттином. С-концевой хвост пардаксина отвечает за эту неизбирательную активность против эритроцитов и бактерий. [4] Амфифильная С-концевая спираль представляет собой выстилающий сегмент пептида сегмент ионного канала. N-концевая α-спираль важна для встраивания пептида в липидный бислой клетки. [5]
Механизм действия пардаксина зависит от состава мембраны. Пардаксин значительно разрушает липидные бислои, состоящие из цвиттерионных липидов, особенно из 1-пальмитоил-2- олеоилфосфатидилхолина ( POPC ). Это предполагает ковровый механизм лизиса клеток . [6] Ковровый механизм - это когда высокая плотность пептидов накапливается на поверхности мембраны-мишени. Смещение фосфолипидов изменяется в текучести, и клеточное содержимое просачивается наружу. [7] Было обнаружено, что присутствие анионных липидов или холестерина снижает способность пептида разрушать бислои. [6]
Репеллент от акул
P. marmoratas и P. pavoninus выделяют пардаксин, когда им угрожают акулы. Pardaxin ориентирована на жабры и глоточной полости акул. Это приводит к тяжелой борьбе, параличу рта и временному увеличению утечки мочевины через жабры. [1] Это расстройство вызвано атакой клеточной мембраны жабр, что вызывает большой приток ионов соли. Исследования по созданию коммерческого репеллента от акул с использованием пардаксина были прекращены, поскольку он слишком быстро растворяется в воде. Это эффективно, только если распылить почти прямо в пасть акулы. [8]
Лечение рака
Пардаксин подавляет пролиферацию и индуцирует апоптоз линий раковых клеток человека. Его 33- аминокислотная структура содержит много катионных и амфипатических аминокислот. Это облегчает его взаимодействие с анионными мембранами, такими как мембраны опухолевых клеток, которые по своей природе более кислые из-за кислой среды, создаваемой более интенсивным гликолизом . [9]
Pardaxin инициированные каспазы -зависимых и каспазы-независимый апоптоз в клетках шейки матки карциномы человека. Пардаксин запускает активные формы кислорода (АФК). Продукция ROS нарушает укладку белка и вызывает ответ развернутого белка (UPR). Это вызывает нагрузку на эндоплазматический ретикулум , который выделяет кальций . Это приводит к увеличению митохондриального кальция, понижая его мембранный потенциал . Меняется проницаемость пор , и высвобождается цитохром с (Cyt c). Cyt c активирует цепь каспаз, которая приводит к апоптозу. АФК также активирует путь JNK . JNK фосфорилируется, что приводит к фосфорилированию AP-1 (фактора транскрипции, состоящего из cFOS и Cjun). Это также приводит к активации каспаз. АФК также вызывает каспазно-независимый путь, который приводит к апоптозу. Когда потенциал митохондриальной мембраны изменяется, также высвобождаются факторы, вызывающие апоптоз (AIF). Они запускают апоптоз, когда попадают в ядро, без необходимости вовлечения каспаз. [9]
Рекомендации
- ^ а б Приморский N (май 1985 г.). «Полость глотки и жабры - орган-мишень для репеллентного действия пардаксина у акул». Experientia . 41 (5): 693–5. DOI : 10.1007 / bf02007726 . PMID 3996550 . S2CID 8299619 .
- ^ Шай И., Фокс Дж., Карач С., Ши Ю.Л., Эдвардс К., Лазарович П. (декабрь 1988 г.). «Секвенирование и синтез пардаксина, полипептида из подошвы Красного моря Моисея с ионофорной активностью». Письма FEBS . 242 (1): 161–6. DOI : 10.1016 / 0014-5793 (88) 81007-x . PMID 2462511 . С2ЦИД 1400091 .
- ^ Adermann K, Raida M, Paul Y, Abu-Raya S, Bloch-Shilderman E, Lazarovici P, Hochman J, Wellhöner H (сентябрь 1998 г.). «Выделение, характеристика и синтез новой изоформы парадаксина». Письма FEBS . 435 (2–3): 173–7. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 01057-6 . PMID 9762902 . S2CID 86408190 .
- ^ а б в Орен З., Шай Й. (апрель 1996 г.). «Класс высокоэффективных антибактериальных пептидов, полученных из пардаксина, порообразующего пептида, выделенного из единственной рыбы Моисея Pardachirus marmoratus» . Европейский журнал биохимии . 237 (1): 303–10. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1996.0303n.x . PMID 8620888 .
- ^ Шай Ю., Бах Д., Яновский А. (ноябрь 1990 г.). «Каналообразовательные свойства синтетического пардаксина и аналогов» . Журнал биологической химии . 265 (33): 20202–9. PMID 1700783 .
- ^ а б Хэллок К.Дж., Ли Д.К., Омнаас Дж., Мосберг Х.И., Рамамурти А. (август 2002 г.). «Состав мембраны определяет механизм разрушения липидного бислоя пардаксином» . Биофизический журнал . 83 (2): 1004–13. Bibcode : 2002BpJ .... 83.1004H . DOI : 10.1016 / s0006-3495 (02) 75226-0 . PMC 1302204 . PMID 12124282 .
- ^ Yeaman MR, Yount NY (март 2003 г.). «Механизмы действия и резистентности антимикробных пептидов» . Фармакологические обзоры . 55 (1): 27–55. DOI : 10,1124 / pr.55.1.2 . PMID 12615953 . S2CID 6731487 .
- ^ Сиснерос Дж., Нельсон Д. (2001). «Поверхностно-активные вещества как химические репелленты от акул: прошлое, настоящее и будущее» (PDF) . Экологическая биология рыб . Разработки экологической биологии рыб. 60 : 117–129. DOI : 10.1007 / 978-94-017-3245-1_9 . ISBN 978-90-481-5655-9.
- ^ а б Хуан Т.С., Чен Дж.Й. (август 2013 г.). «Протеомный анализ показывает, что пардаксин запускает апоптотические сигнальные пути в клетках HeLa карциномы шейки матки человека: перекрестная связь между UPR, c-Jun и ROS» . Канцерогенез . 34 (8): 1833–42. DOI : 10.1093 / carcin / bgt130 . PMID 23615400 .