Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Первичнзи структура профенинв (С12). ях ацетонитрила (48 — 50 %). В составе атой фракции было 2 — 3 основных компонента, которые легко разделялись препаративным злектрофорезом по методу Нагчч)8 ег а1. (1993 а). Аминокислотный анзлиз одного из этих компонентов свидетельствовал о высоком содержании в нем аминокислот пролина (53. 2 мол%) и фенилаланина (19.0 мол%), что послужило основанием для названия его профенином (ргор)Гент).
По данным злектрофореза, в среде с додецилсульфатом натрия его молекулярная масса оценивалась около 7 кда, однако по результатам масс-спектрометрического анализа ее значение равно 8б83.0 Да. Микросиквенс белка выявил его необычные структурные особенности: наличие многократно повторяющегося блока из гидрофобных аминокислот (РРРР) и 4-кратное повторение блока из 10 аминокислот (декамера) — )ЬРРРРХРРСГР (рис. 17). Сщенка антимикробной активности белка выявила его избирательную активность в отношении грамотрицательной бактерии Евс)вег(сЫа со- 11, слабое действие на Е(в(ег)а исоносутояенее и отсутствие действия на гриб Салсс(с(а а113(салв.
Есть основания предполагать, что селективность повышенного действия профенина в отношении Е. сой обусловлена структурой его декамера, сочетающего свойства слабооснбвной и сильногидрофобной молекулы и в силу зтого активно взаимодействующего с липополисахаридом (зндотоксином) наружной мембраны бактерии. Сходной с пролин-богатыми пептидами антимикробной активностью обладают глицин-богатые пептиды и белки из гемолимфы насекомых — колеоптерицин, хименоптерицин, хемиптерицин (рис.
18). Клонирование и структурный анализ генов пептидов РВ-39, Вас5, Вас7, додекапептида, протетринов, профенинов (1ее1 За1 ег а1., 1992; Рппйегсаг ег а1., 1993; а(опас), Хапен), 1993а, 1993Ь; Е)Гас ег а1., 1994) и ряда других антимикробных пегпидов млекопитающих показал, что зти пептиды, несмотря на принципиальное различие их первичных КЧВЪРРЪВВооицин' Вьассагигг ОРВООИссиа ЧВРОьсНООН 6ИТН661Е16 Икскокопса й сискчьааги какртинчаа тчаа ХийиниЧВОРнцинй РККаав1чваа ТНЕСКВНРВЬ оьочкаачто киантаоАЧа аоиьараагв НОИАсеееск ечниагьксо ВечаасРсса ьзрсе61иас еаг хохипВорицин' очкькскаск иеаечськаа аиьткооатз ьватчксаза икорчакаи$ 6МАньоатат ььеиоаткчт сзсеаачячй тснаРнРвеа ч6чеатни1Ч ксиисечочг асчаааиитр оанаанаава иаг Рис. 18.
Перви внв структура некоторых ппппсн-боппьех внтибнктериальньсх пептидон, вывезенных ив различных пилон инсекоыых. пептвн вюенеп их '- лорьоьси !пиво (отрвн со)ео(иив). — лри вилВуспс (отрвд нупи- пороиз), ' — руссьосопс орипи (стрел непирисв). И И й, йии н Р,Ь,ВВ ОВ Ь,Р, й В,И Й$ИИЦ» й Х бх -ОФ О И !!И И 1ЧРЪ О В Й Х Ь, ° ! И, йий ЙИ Х ИИ 5 й й й„ 44 3$ Хани ИИОИ ЙФЙ~Й й,й.ЬСВ Ь, Н ° Р ЬЪ Фйхйи структур, объединяет в общую группу сходство нх прочастей при первичной трансляции (рис.19).
Прочасти этих структурно неродственных антимикробных пептидов представляют собой белки, гомалогичные иигибитору катепсина 1. (кателин, сайе11л) из лейкоцитов свинъи (И- гоп)а ег а)., 1989), В связи с этим рассматриваемые пептидЫ получили название кателицидвнгов (сайе1(сЫии) (е.апец1 е1 а1., 1995).
1.11. ПЕПТИДНЫЕ АНТИБИОТИКИ ЖИЕОТНЬПГ КАК БИОХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ПРОТИВОИНФЕКЦИОННОй ЗАГПИТЫ Представленый в настоящей главе материал свидетельствует о том, чта пептиды, осуществляющие защиту животных ат инфекции, широко представлены в природе от простейших до человека (1.езрре е1 а1., 1991; е,аа1ой, 1992; 1.еЬгег ег а1., 1993; Ноггшапп, 1995). Наиболее распространенным в эволюции типом антимикробных молекул являются катионные цистинсодержащие полипептиды. Наименьшим па размерам молекулы представителем этой группы антибиотических соединений является додекапептид с 1 дисульфидной связью (К.СИЧЧ1КЧСК), выделенный из нейтрофилов коров (Кошео ег а1., 1988).
Открытые нами протегрины содержат уже 2 дисульфидных мостика (Ко)пуа)гач ег а1„1993), так же как и подобные им соединения из гемоцнтов подковообразного краба — тахиплезины (Ха)гюпша ег а1., 1988) и гемолимфы скорпиона — андроктонин (ЕЬге1-ЯаЬайег е1 а1., 1996). Дефенсины человека, кролика, крысы, мыши и морской свинки (1.еЬгег е1 а1., 1993), как и 1)-дефенсины коров (Яе1эгеб ег а1., 1993) и галлинацины кур (НагМ8 е1 а1., 1994а, 1994Ь), содержат в своем составе 6 цистеиновых остатков, образующих 3 внугримолекулярные Я вЂ” Я-связи.
Замыкают рассматриваемый ряд аитимикробные палипептиды еХАР-1 (- 7.2 кДа) и еХАР-2 (- 6.5 кДа) из нейтрофиловлошади,для структуры которых характерно наличие уже 4дисульфидных групп (Саша ег а1., 1992а, 1992Ь). Есть основания предполагать, что дисульфидные связи придают молекулам полипептидов повышенную устойчивость к переваривающему действию многочисленных пратеиназ лейкоцитарнога и микробного происхождения, обеспечивая их праланпгрованное функционирование в качестве антибиатических агентов при фагацитазе и воспалении (Пигаревский, 1983; Мазинг, 1991; Вогепз1еш е1 а1., 1991Ь). Следует подчеркнуть, что фагоциты и гемациты являются не единственны)ги клетками организма, содержащими дефенсины и структурно-РЬдственные им палипептиды. Выявлены дефенсины в клетках эпителия тонкой кишки мышей (Оие11епе е1 а1., 1989а, 1989Ь; Е(зепЬаиег ес а1., 1992), кролика (Ни ес а1., 1993) и человека (1апез, Веч(пз, 1992; Ранет е1 а1., 1997а), в эпителии трахея и языка коров (131ашапб ег а1., 1991, 1993), в структурах мочеполового и репродуктивного трактов человека (ЯчшапсЬ ег а1., 1997).
Присутствие дефенсинов в клетках слизистой тонхого кишечника интересно в связи с представлениями Н. Н. Мечникова (1892) а мар- фофизиологическгх предпосылках формирования фага ои мик об функции клеток в эволюции. Он рассматривал фага Ро ную фунюгию специализированных клеток организма, возник "'ую и Развившуюся на основе пищеварительной активности плазмы Антимикробная функция фагацитов (нейтрофилов мона ~~™кр Фагов. эозинофилов и гемоцитов) эволюционно возникла на основе способности простейших (амебы, инфузории) поглощ и инактивировать бактерии, которые являются основным объектом их питания. Поэтому уже на заре развития животных перед ними стояла задача инактивации (киллинга) потенциально патогенных микроорганизмов, являющихся для них источником пластических веществ и энергии.
Есть основания допускать, что продукция простейшим Еигатоеба Ьиго1УПса пептидов, структурно гомалогичных ХК-лизинам лимфоцитов, отражает генеральную линию развития механизмов противоинфекциониой резистентности (врожденного 1=." —...,—. ) воти ых (Ьегрре, 1995). В последние годы дефенсины описаны и у высших растений (Вгоейаегк ег а1., 1995), причем, несмотря на наличие у них 4 дисульфидных связей, они имеют вторично-третичную струхтуру, сходную с таковой дефенсинов насекомых. Данные о единстве ряда молекулярных механизмов защиты от инфекции у животных и растений могут служить свидетельством общности нх происхождения в эволюции.
Локализация дефенсинов в фагоцитах и клеточно-тканевых структурах организма, «пограничных к инфекции», свидетельствует в пользу их участия в формировании неспецифической антимикробнай резистентности в качестве универсальных антибиотиков зндогениого происхождения (Какряков, 1988; Ярйгпайе1, 1984; Вошап, 1991; ЬеЬгег е1 а1., 1991а). Более того, рассматриваемый молекулярный механизм защиты ат микных, робов является, по-видимому, одним из древнейших в эволюции , поскольку полипептиды дефенсиновой природы встречаются уже в гемолимфе имаго медоносной пчелы (Сазгее1з-Уоззоп ег а1., 1994), личинок мясной мухи (ЬашЬеп ег а1., 1989), жука Хор/юбок а1пити (В1йег е1 а1., 1991) и стрекозы (Ви!ег е1 а1., 1992). Другой распространенной в эволюции матрицей антибиатических лим пептидов являются цекропины, выявленные первоначально мфе ряда насекомых, а позже в слизистой тонкого кишечника свиньи (Вошап, 1994).
Гены структурно-родственных им пептидов были клонираваны и секвенйрованы из асцидии Ягуе1а с1очо в лаборатории проф. Лерера (УЬао ег а1., 1997). Эта гомологическая группа пептидов представляет собой линейные, не содержащие цистеина молекулы оснбвной природы. При всем структурном разнообразии большинства описанных в нане стоящее время антибиотических пептидов (АП) (суперсемейство фе иное, цекропины, магейнины, протегрины и др,) все они являют- деся, как правило, одновременно оснбвными (катионными, щелочными) и амфипатическими (характеризующимися пространственным разобщением гидрофильных и гидрафобных боковых групп аминокислатных остатков) молекулами, проявляющими сродство как к ли- 47 пофобным, так и липофильным средам и соединениям. Положительный заряд и амфифильность молекул антибиотических пептидов лежат в основе их функциональных проявлений; в частности анти- микробного действия (Кокряков и др., 1997; Зр(гхпайе1, 1984; 1.еЬгег е~ а1., 1993; Вошал, 1995; Ма)оу, Кап, 1995).
Благодаря им антибиотические пептиды вступают в электростатическое и гидрофобное взаимодействия с анионными фосфолипидами и липопалисахаридами мембран микробных клеток-мишеней, которые приводят сначала к их адсорбции на поверхности мембран, а потом к внедрению в двойной липидный слой, что нарушает организацию и целостность оболочечных структур микроорганизмов. Подобное воздействие АП на цитоплазматическую мембрану имеет следствием необратимые повреждения ее структуры и нарушения ее разнообразных функций, результирующим эффектом которых является гибель клеток-мишеней. Частным случаем цитотоксичности АП является их действие на микроорганизмы (бактерии, низшие грибы, простейшие, оболочечные вирусы).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
