Диптерицин

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Диптерицин — антимікробний пептид масою 9 кДа, активний насамперед проти грамнегативних бактерій за рахунок порушення цілісності бактеріальної мембрани. Уперше був виділений з падальної мухи Phormia terranova (= Protophormia terraenovae) з родини Каліфориди.[1] У своїй структурі диптерицин містить домен, багатий на пролін, як і антимікробні пептиди дрозоцин, пірокорицин та абаецин, і домен, багатий на гліцин, подібно до атацину.[2] Диптерицин є знаковим маркером активності імунної системи мух і повсюдно використовується в дослідженнях імунітету дрозофіл.[3] Отримав свою назву на честь ряду комах Diptera (Двокрилі).

Будова та функції[ред. | ред. код]

Диптерицини трапляються у всіх двокрилих,[4] але найбільш детально охарактеризовані у плодових мушок роду Drosophila. Зрілі структури диптерицину невідомі, хоча попередні спроби його синтезу показали, що диптерицин у Protophormia terraenovae є одним лінійним пептидом. Проте пептид диптерицину B у Drosophila melanogaster, імовірно, розщеплюється на два окремих пептиди. Синтез диптерицину in vitro виявив активність повнорозмірного пептиду, а незалежно синтезовані два пептиди та продукт їх змішування не показує активності диптерицину.[2][5] Активність диптерицину A тісно пов’язана з амінокислотними залишками в домені, багатому на гліцин.

Ген диптерицину A розташований на правому плечі другої хромосоми дрозофіли; синтезований пептид має 106 амінокислотних залишки, з яких 19 припадає на сигнальний пептид, ще 4 — на пропептид, а 83 — на зрілий пептид.[6]

Диптерицин як модель для розуміння специфіки взаємодії хазяїн-патоген[ред. | ред. код]

Поліморфізм за одним залишком у багатому на гліцин домені диптерицину різко впливає на його активність проти грамнегативної бактерії Providencia rettgeri.[7] Мухи з геном диптерицину A, що кодує алель із серином, виживають значно частіше, ніж мухи з аргініновим алелем. Незрозуміло, як часто такі поліморфізми можуть впливати на взаємодію хазяїн-патоген, але є докази дуже поширеного балансувального добору стосовно того, що диптерицин — не єдиний антимікробний пептид із такими поліморфізмами.[8] Тісний зв’язок між диптерицином і P. rettgeri додатково підтверджується генетичними підходами, які показують, що диптерицин є єдиним антимікробним пептидом імунної відповіді дрозофіли, який впливає на стійкість до P. rettgeri.[9]

Ген диптерицину "Diptericin B" плодової мушки має унікальну структуру, яка була отримана незалежно як для плодових мушок Tephritidae, так і для Drosophila. Це є прикладом конвергентної еволюції антимікробного пептиду до певної спільної структури в двох окремих лініях, що живляться плодами. Більш дивним є те, що сублінії як Tephritidae, так і Drosophila, які спеціалізувалися на нефруктових джерелах їжі, згодом втратили диптерицин В.[10] У плодових мушок, що живляться грибами, Drosophila guttifera та Drosophila testacea, ця втрата, здається, сталася незалежно одна від одної, оскільки мутації в генах диптерицину B у цих видів різні. Ця неодноразова втрата диптерицину B у плодових мушок, які почали харчуватися нефруктовими продуктами, свідчить про те, що диптерицин B налаштований на спосіб життя, пов’язаний із харчуванням фруктами, але неважливий і, можливо, навіть шкідливий у "нефруктових" середовищах.

Ці спостереження є частиною зростаючої кількості доказів того, що антимікробні пептиди можуть мати тісні зв’язки з мікробами та, можливо, впливати на екологію хазяїна, на відміну від попередньої філософії, згідно з якою ці пептиди діють узагальненим і надлишковим способом.[8][10][11][12]

Функції, не пов'язані з антимікробною активністю

  • Диптерицини також можуть мати властивості, які зменшують окисне пошкодження під час імунної відповіді.[13]
  • Супресія генів диптерицину B і атацину C у дрозофіли призводить до збільшення росту вірусу Сіндбіс.[14]
  • Надмірна експресія диптерицину та інших антимікробних пептидів у мозку мух призводить до нейродегенерації.[15]
  • Ген диптерицину B дрозофіли необхідний для формування пам'яті.[16]

Примітки[ред. | ред. код]

  1. ↑ Dimarcq JL, Keppi E, Dunbar B, Lambert J, Reichhart JM, Hoffmann D, Rankine SM, Fothergill JE, Hoffmann JA (January 1988). Insect immunity. Purification and characterization of a family of novel inducible antibacterial proteins from immunized larvae of the dipteran Phormia terranovae and complete amino-acid sequence of the predominant member, diptericin A. European Journal of Biochemistry. 171 (1–2): 17—22. doi:10.1111/j.1432-1033.1988.tb13752.x. PMID 3276515.
  2. ↑ а б Cudic M, Bulet P, Hoffmann R, Craik DJ, Otvos L (December 1999). Chemical synthesis, antibacterial activity and conformation of diptericin, an 82-mer peptide originally isolated from insects. European Journal of Biochemistry. 266 (2): 549—58. doi:10.1046/j.1432-1327.1999.00894.x. PMID 10561597.
  3. ↑ Lemaitre B, Hoffmann J (17 лютого 2019). The host defense of Drosophila melanogaster. Annual Review of Immunology. 25: 697—743. doi:10.1146/annurev.immunol.25.022106.141615. PMID 17201680.
  4. ↑ Hanson MA, Hamilton PT, Perlman SJ (October 2016). Immune genes and divergent antimicrobial peptides in flies of the subgenus Drosophila. BMC Evolutionary Biology. 16 (1): 228. doi:10.1186/s12862-016-0805-y. PMC 5078906. PMID 27776480.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  5. ↑ Hedengren, Marika; Borge, Karin; Hultmark, Dan (20 грудня 2000). Expression and Evolution of the Drosophila Attacin/Diptericin Gene Family. Biochemical and Biophysical Research Communications. 279 (2): 574—581. doi:10.1006/bbrc.2000.3988. ISSN 0006-291X. PMID 11118328.
  6. ↑ P24492 · DIPA_DROME. UniProt (англ.) . Процитовано 10 жовтня 2022.
  7. ↑ Unckless RL, Howick VM, Lazzaro BP (January 2016). Convergent Balancing Selection on an Antimicrobial Peptide in Drosophila. Current Biology. 26 (2): 257—262. doi:10.1016/j.cub.2015.11.063. PMC 4729654. PMID 26776733.
  8. ↑ а б Unckless RL, Lazzaro BP (May 2016). The potential for adaptive maintenance of diversity in insect antimicrobial peptides. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences. 371 (1695): 20150291. doi:10.1098/rstb.2015.0291. PMC 4874389. PMID 27160594.
  9. ↑ Hanson MA, Dostálová A, Ceroni C, Poidevin M, Kondo S, Lemaitre B (February 2019). Synergy and remarkable specificity of antimicrobial peptides in vivo using a systematic knockout approach. eLife. 8. doi:10.7554/eLife.44341. PMC 6398976. PMID 30803481.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
  10. ↑ а б Hanson, Mark Austin; Lemaitre, Bruno; Unckless, Robert L. (2019). Dynamic evolution of antimicrobial peptides underscores trade-offs between immunity and ecological fitness. Frontiers in Immunology (англ.). 10: 2620. doi:10.3389/fimmu.2019.02620. ISSN 1664-3224. PMC 6857651. PMID 31781114.
  11. ↑ Imler JL, Bulet P (17 лютого 2019). Antimicrobial peptides in Drosophila: structures, activities and gene regulation. Chemical Immunology and Allergy. 86: 1—21. doi:10.1159/000086648. ISBN 978-3-8055-7862-2. PMID 15976485.
  12. ↑ Login FH, Balmand S, Vallier A, Vincent-Monégat C, Vigneron A, Weiss-Gayet M, Rochat D, Heddi A (October 2011). Antimicrobial peptides keep insect endosymbionts under control. Science. 334 (6054): 362—5. Bibcode:2011Sci...334..362L. doi:10.1126/science.1209728. PMID 22021855.
  13. ↑ Zhao HW, Zhou D, Haddad GG (February 2011). Antimicrobial peptides increase tolerance to oxidant stress in Drosophila melanogaster. The Journal of Biological Chemistry. 286 (8): 6211—8. doi:10.1074/jbc.M110.181206. PMC 3057857. PMID 21148307.
  14. ↑ Huang Z, Kingsolver MB, Avadhanula V, Hardy RW (2013). An Antiviral Role for Antimicrobial Peptides during the Arthropod Response to Alphavirus Replication. J Virol. 87 (8): 4272—80. doi:10.1128/JVI.03360-12. PMC 3624382. PMID 23365449.
  15. ↑ Cao Y, Chtarbanova S, Petersen AJ, Ganetzky B (May 2013). Dnr1 mutations cause neurodegeneration in Drosophila by activating the innate immune response in the brain. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (19): E1752-60. Bibcode:2013PNAS..110E1752C. doi:10.1073/pnas.1306220110. PMC 3651420. PMID 23613578.
  16. ↑ Barajas-Azpeleta R, Wu J, Gill J, Welte R, Seidel C, McKinney S, Dissel S, Si K (October 2018). Antimicrobial peptides modulate long-term memory. PLOS Genetics. 14 (10): e1007440. doi:10.1371/journal.pgen.1007440. PMC 6224176. PMID 30312294.{{cite journal}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом (посилання)
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Диптерицин&oldid=39968676