stringtranslate.com

Диптерицин

Диптерицин — это антимикробный пептид (AMP) мух массой 9 кДа , впервые выделенный из мясной мухи Phormia terranova . [1] Он в первую очередь активен против грамотрицательных бактерий , нарушая целостность бактериальной мембраны. Структура этого белка включает богатый пролином домен, имеющий сходство с AMP дрозоцином , пиррокорицином и абаецином, и богатый глицином домен, имеющий сходство с аттацином . [2] Диптерицин — это знаковый показатель активности иммунной системы у мух, повсеместно используемый в исследованиях иммунитета дрозофилы . [3] Диптерицин назван в честь отряда насекомых Diptera .

Структура и функции

Диптерицины встречаются у всех двукрылых, [4] , но наиболее подробно охарактеризованы у плодовых мушек Drosophila . Зрелые структуры диптерицинов неизвестны, хотя предыдущие попытки синтезировать диптерицин предполагали, что диптерицин в Protophormia terraenovae представляет собой один линейный пептид. Тем не менее, пептид диптерицина B у 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 A тесно связана с остатками в богатом глицином домене.

Диптерицин как модель для понимания специфики взаимодействия хозяина и патогена

Полиморфизм одного остатка в богатом глицином домене диптерицина радикально влияет на его активность против грамотрицательной бактерии Providencia rettgeri . [6] Мухи с геном диптерицина А, кодирующим аллель серина, выживают при инфекции значительно лучше, чем мухи с аллелем аргинина. Неясно, как часто такие полиморфизмы могут определять взаимодействия хозяина и патогена, но есть данные о широко распространенном балансирующем отборе , что диптерицин не единственный АМП с такими полиморфизмами. [7] [8] Эта тесная связь между диптерицином и P. rettgeri дополнительно подтверждается генетическими подходами, которые показывают, что диптерицин является единственным антимикробным пептидом иммунного ответа дрозофилы , который влияет на устойчивость к P. rettgeri . [9]

Ген диптерицина плодовой мушки «Диптерицин B» имеет уникальную структуру, которая была получена независимо как у плодовых мушек Tephritidae, так и у плодовых мушек Drosophila . Это представляет собой конвергентную эволюцию антимикробного пептида в направлении общей структуры в двух отдельных линиях, питающихся фруктами. Эта конвергентная эволюция обусловлена ​​присутствием бактерий Acetobacter в экологиях, питающихся фруктами. [10] Отсутствие Acetobacter в других экологиях привело к последующей потере диптерицина B. [10] [11] Потеря диптерицина B также конвергентна среди линий, питающихся грибами или растениями, включая питающихся грибами плодовых мушек Leucophenga varia , Drosophila guttifera и Drosophila testacea , а также питающихся растениями мух Scaptomyza . [10]

Эти наблюдения являются частью растущего массива доказательств того, что антимикробные пептиды могут иметь тесную связь с микробами и, возможно, с экологией хозяина , в отличие от предыдущей философии, согласно которой эти пептиды действуют универсальным и избыточным образом. [7] [11] [12] [13]

Функции, выходящие за рамки антимикробной активности

Ссылки

  1. ^ Dimarcq JL, Keppi E, Dunbar B, Lambert J, Reichhart JM, Hoffmann D, Rankine SM, Fothergill JE, Hoffmann JA (январь 1988 г.). «Иммунитет насекомых. Очистка и характеристика семейства новых индуцируемых антибактериальных белков из иммунизированных личинок двукрылых Phormia terranovae и полная аминокислотная последовательность преобладающего члена, диптерицина A». European Journal of Biochemistry . 171 (1–2): 17–22. doi : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb13752.x . PMID  3276515.
  2. ^ ab 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». European Journal of Biochemistry . 266 (2): 549–58. doi : 10.1046/j.1432-1327.1999.00894.x . PMID  10561597.
  3. ^ Лемэтр Б., Хоффманн Дж. (17 февраля 2019 г.). «Защита хозяина 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 (октябрь 2016 г.). «Иммунные гены и дивергентные антимикробные пептиды у мух подрода Drosophila». BMC Evolutionary Biology . 16 (1): 228. Bibcode : 2016BMCEE..16..228H. doi : 10.1186/s12862-016-0805-y . PMC 5078906. PMID  27776480 . 
  5. ^ Хеденгрен М., Борге К., Хультмарк Д. (2000-12-20). «Экспрессия и эволюция семейства генов аттацина/диптерицина у дрозофилы». Biochemical and Biophysical Research Communications . 279 (2): 574–581. doi :10.1006/bbrc.2000.3988. ISSN  0006-291X. PMID  11118328.
  6. ^ Unckless RL, Howick VM, Lazzaro BP (январь 2016 г.). «Конвергентный балансирующий отбор на антимикробном пептиде у дрозофилы». Current Biology . 26 (2): 257–262. Bibcode :2016CBio...26..257U. doi :10.1016/j.cub.2015.11.063. PMC 4729654 . PMID  26776733. 
  7. ^ ab Unckless RL, Lazzaro BP (май 2016 г.). «Потенциал адаптивного поддержания разнообразия антимикробных пептидов насекомых». Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия B, Биологические науки . 371 (1695): 20150291. doi :10.1098/rstb.2015.0291. PMC 4874389. PMID  27160594 . 
  8. ^ Myers AN, Lawhon SD, Diesel AB, Bradley CW, Rodrigues Hoffmann A, Murphy WJ, 99 Lives Cat Genome Consortium (2022-02-14). Clark LA (ред.). «Древний гаплотип, содержащий варианты гена антимикробного пептида, связан с тяжелым грибковым заболеванием кожи у персидских кошек». PLOS Genetics . 18 (2): e1010062. doi : 10.1371/journal.pgen.1010062 . ISSN  1553-7404. PMC 8880935. PMID 35157719  . {{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Hanson MA, Dostálová A, Ceroni C, Poidevin M, Kondo S, Lemaitre B (февраль 2019 г.). «Синергия и замечательная специфичность антимикробных пептидов in vivo с использованием систематического подхода к нокауту». eLife . 8 . doi : 10.7554/eLife.44341 . PMC 6398976 . PMID  30803481. 
  10. ^ abc Hanson MA, Grollmus L, Lemaitre B (2023-07-21). «Экологически значимые бактерии управляют эволюцией антимикробных пептидов хозяина у Drosophila». Science . 381 (6655): eadg5725. doi :10.1126/science.adg5725. hdl : 10871/133708 . ISSN  0036-8075. PMID  37471548. S2CID  259115731.
  11. ^ ab Hanson MA, Lemaitre B, Unckless RL (2019). «Динамическая эволюция антимикробных пептидов подчеркивает компромиссы между иммунитетом и экологической приспособленностью». Frontiers in Immunology . 10 : 2620. doi : 10.3389/fimmu.2019.02620 . ISSN  1664-3224. PMC 6857651. PMID  31781114 . 
  12. ^ Imler JL, Bulet P (17 февраля 2019 г.). «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.
  13. ↑ Вход FH, Бальман С., Валье А., Винсент-Монега С., Виньерон А., Вайс-Гайе М., Роша Д., Хедди А. (октябрь 2011 г.). «Антимикробные пептиды держат эндосимбионтов насекомых под контролем». Наука . 334 (6054): 362–5. Бибкод : 2011Sci...334..362L. дои : 10.1126/science.1209728. PMID  22021855. S2CID  23646646.
  14. ^ Zhao HW, Zhou D, Haddad GG (февраль 2011 г.). «Антимикробные пептиды повышают толерантность к окислительному стрессу у Drosophila melanogaster». Журнал биологической химии . 286 (8): 6211–8. doi : 10.1074/jbc.M110.181206 . PMC 3057857. PMID  21148307 . 
  15. ^ Хуан Z, Кингсолвер MB, Авадханула V, Харди RW (2013). «Противовирусная роль антимикробных пептидов во время ответа членистоногих на репликацию альфавируса». J Virol . 87 (8): 4272–80. doi :10.1128/JVI.03360-12. PMC 3624382. PMID  23365449 . 
  16. ^ Cao Y, Chtarbanova S, Petersen AJ, Ganetzky B (май 2013 г.). «Мутации Dnr1 вызывают нейродегенерацию у дрозофилы, активируя врожденный иммунный ответ в мозге». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (19): E1752-60. Bibcode : 2013PNAS..110E1752C. doi : 10.1073/pnas.1306220110 . PMC 3651420. PMID  23613578 . 
  17. ^ Barajas-Azpeleta R, Wu J, Gill J, Welte R, Seidel C, McKinney S, Dissel S, Si K (октябрь 2018 г.). «Антимикробные пептиды модулируют долговременную память». PLOS Genetics . 14 (10): e1007440. doi : 10.1371/journal.pgen.1007440 . PMC 6224176. PMID  30312294 .