Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 16
Текст из файла (страница 16)
В частности, при взаимодействии с клетками иммунной системы организма-хозяина они вызывают избыточную продукцию химически реактивных дроизводных кислорода нейтрофильными гранулоцитами и цитокинов (1 -1, ТЫР и др.) монолитами/макрофагами. В высоких концентрациях эти соединения могут приводить вместо защиты от инфекции к системному воспалению и инициировать повреждения наиболее важных жизнеобеспечивающих систем макроорганизма. Совокупность данных патологических проявлений известна в литературе и медицинской практике как эцдотоксический шок,и борьба с этим синдромом представляет важную клиническую проблему (%агзоп ег а1., 1994).
В связи с этим способность БПУб избирательно взаимодействовать и нейтрализовать ЛПС может служить основанием для его использования в медицинской практике. Уже в течение ряда лет ведутся работы в Нью-Йоркском университете (Б1зЬазЬ, 'тзГе)зз, 1993) и калифорнийской фармацевтической фирмой «Хоша» по разработке эффективного ангиэндотоксического препарата на основе БПУб. Было установлено„что не только природный БПУб (пВР155), но и рекомбинантная форма его Ы-концевой части (ГВР123), полученная биотехнологическим способом, обладают высоким сродством (К = 2 — 5 пМ) к изолированным липополисахаридам многих грамотрицательных бахтерий (Оахгапо-Бапгого ег а1., 1992) как в условиях )п т1гго, так и в цельной крови (Оо) еГ а1., 1991), что очень важно с медицинской точки зрения. При этом имеет место блокада способности ЛПС запускать ряд реактивных процессов в клетках иммунной системы, в том числе и освобождение цитокинов.
На уровне организма подобный эффект обеспечивает его защиту от летальной дозы ЛПС (Е1зЬйзЬ, 'ззГе1дз, 1993). Интересно, что струхтурно-гомологичный БПУб острофазовый ЛПС-связывающий белок плазмы крови человека (ЛПС-связывающий белок, ЛСБ) лишен подобной активности. Он в противоположность БПУ6 усиливает йхтивность липополисахаридов (ТОЬ)аз ег й1., 1992) как индукторов провоспалительных факторов. Сочетание таких важных функциональных свойств у БПУ6, как блокада действия ЛПС и прямое бактерицидное действие на грамот- рицательную микрофлору, является основанием для его клинического применения.
Проведены клинические испытания на добровольцах рекомбинантной формы Ы-концевого фрагмента БПУб (гВР123, или Хеиргех), препарат оказался нетоксичным и лишенным иммуногенности. Кроме того, он эффективно подавлял ЛПС-индуцированную продукцию цитокинов, реактивность нейтрофильных гранулоцитав и нежелательные проявления в системе гемостаза (Чоп бег МоЬ)еп е1 а1., 1995а, 1995Ь). В настоящее время осуществляется пробное применение в клинике гВР123 с целью снятия менингококковай зндатоксемии и последствий геморрагической травмы.
Необходимо отметить то обстоятельство, что защитные свойства белка и его рекамбинаитнога Х-фрагмента проявляются как внутри, так и вне специализированных клеток, в связи с чем он может рассматриваться как эффективное протективное средство и в парентеральном варианте применения (Апппопз е1 а1., 1994). Последствия электростатического взаимодействия катионнаго белка с поверхностными областями клеточной оболочки грамотрицательных бактерий могут быть разнонаправленными. Предположительно имеет место конкурентное вытеснение ионов Мйм и Сам из наружной мембраны.
Обычно зти ионы играют важную цемеитирующую роль в формировании плотного слоя наружной мембраны, обогащенного липополисахаридами, путем образования поперечных солевых мостиков между его отдельными молекулами (Е1зЬасЬ, %е1зз, 1983, 1988а, 1988Ь). Разрыхление липопалисахаридного слоя приводит к обнажению гидрофабных областей наружной мембраны и таким способам облегчает проникновение через них липофильных молекул (например, актиномицина Д). Такая последовательность физика-химических взаимодействий белка с внешними структурами михробной клетки соответствует экспериментально установленным фактам.
По-видимому, благоприятствует процессу нарушения проницаемости мембран (Мзлшоп ег а1., 1990а, 1990Ь) наличие в состзве БПУб структурных участков, обогащенных гидрафобными аминокислотами (в частности, пралином). Подобные белковые домены могут образовывать в липидном бислае мембран сквозные поры, наличие которых приводит к нарушению селективной проницаемости и утечке из клеток жизненно важных элементов и макромолекул. В пользу возможности существования такого характера взаимодействий в ходе поражения микробной клетки говорят данные опытов, в которых в качестве мишеней исп аль зов зли бактерии с повышенной вязкостью наружна(~ мембраны, отличающейся от мембран контрольных штаммов увеличенной концентрацией насыщенных жирных кислот (Е1зЬасЬ, %е)зз, 1988а, 1988Ь).
Такие штаммы бактерий проявляли повышенную устойчивость к антимикробному действию БПУб. Следовательно, сочетание в структуре рассматриваемого белка свойств поликатионной и гидрофобной молекул делает его высокоэффективным мембранонарушающим агентом, функционирующим в роли поверхностно-активного вещества. Одним из следствий нарушения структурной целостности оболочки бактерий является активация в ней аугалитических процессов, ведущих к последующему распаду фосфалипидов мембран и пептидогликанового скелета.
Заключительная (необратимая) стадия действия БПУб сопряжена со структурной дезорганизацией внутренней (цитоплазматической) мембраны (Мапшоп ег з1., 1990Ь) и блокадой в ней транспортных и энергетических процессов. Ахтивность БПУб в инактивации нейтрофильными гранулоцитами млекопитающих грамотрицательных бактерий усиливается еще рядом белково-пептидных соединений, выявленных в фагоцитах. В псевдоэозинафилах кролика обнаружены 2 структурно-родственных белка с молекулярной массой около 15 кДа (Оо1 еГ а1., 1993; 1.ечу е1 а1., 1993).
Ни один из этих белков не проявляет антибактериальных свойств, однако одна из изоформ усиливает в несколько раз эффекты ранней обратимой фазы воздействия БПУб на бактерии. В то же самое время они подавляют ростингибируюшую активность БПУб. Оба белка проявляют ЛПС-связывающую способность и структурно гомологичны белкам САР-18 кролика и кателину из лейкоцитов свиньи (см. рис. 17). Наряду с этим выявлен синергнзм антимикробного действия БПУб человека с катепсином О, эластазой (01ззоп ег а1., 1978) и дефенсинами (1.ечу ег а1., 1994). Кооперативные взаимоотношения БПУб с другими факторами антимикробной защиты, по-видимому, не ограничиваются только белками лейкоцитарного происхождения. В частности, он избирательно активирует фосфалипазы бактериальной оболочки ЕзсЬепс)па соЛ (%п8Ьг ег а1., 1990а), что приводит к взаимоусиливающему антимикробному действию белков.
Фосфолипазы А2 из нейтрофилов (%пйЬг ег а1., 1990Ь), сыворотки (ОгоМ ег а1., 1991) и очагов воспаления также усиливают дазозависимым образом антимикробную активность БПУб. Кроме того, переход от первой (обратимой) фазы ко второй (необратимой) заметно ускоряется в присутствии терминальных компонентов комплемента (Мапшоп ег а1., 1990Ь), что можно рассматривать в качестве примера кооперации различных молекулярных факторов врожденного иммунитета. ГЛАВА 3 ЛАКТОФЕРРИН АЕИРАОАЧТЬ ОССР1УЕАСЬ ВВтАсмичрт ЗтьВРгьинт ГЗУБСАГКСЬ ВОСАСОЧАГ1 чмахеоагмм ььяаАаекг6 МЬВКЗЕККЧА АВЯАВЧЧНСА утаскссьча чьакиукааа МУРиаььриа тсаскгоеуГ СочАГчеочт чьаитссимм качььнааАк Гааи6$осРО 5РЬЬЕАСЕГЬ ЯК 16ЯГЯВ5Ч НС АЧ5 РЕАТКС Г И ВММВХЧ ВЗРРЧ5С1КВ О5РУ СУОА1 АРТЯАВРЧАА ечустеВОРВ тнууачачче кссагаьикь аськБснтаь ОРРЗРУЕААЧ АВГГБАБСЧР Саокаагаиь сяьсастски ксАГЗзакау ВЕЗТЧГЕОЬЗ ОЕАЕВОЕУЕЬ ЬСРОИТВКРЧ ОКГКОСНЬАЯ ЧРЗНАЧЧАВБ КОК5РКГОЬГ 65Р566КОЬЬ РЕО5А16ГЗЯ ЧРРВ1056ЬУ Ь656УГТА16 чсеаеьВксм аи56ьзе65ч тс5$Азттео с1Аьч1ксеА Оаиаьоссуч ЗЗОРОРМСЧО ЯРЧЕСУЬАЧА ЧЧВВ5ОТ5ЬТ МИЗЧКСККЗС НТАЧОЯТАСИ БазсАРСЗОР язиьсАьс16 Оеасеиксчр мБмеяутаут САГВсьаеиА ЕАИАХОЬКЬА ОГАЬЬСЬОСК ЯКРЧТЕАВЗС НЬАМАРМНАЧ ЧЗВИОКЧЕВЬ кгсьГ65етк мььРиоитес 1АВьнсктту ВкуьаРау1А Сгтмькксзт Лактоферрин (ЛФ) — негемовый железосвязывающий гпикопротеин, впервые обнаруженный в молоке хоров (Зогепвеп, 8огепвеп, 1939), рассматривается в настоящее время в качестве одного из неотьемлемых компонентов биохимической системы защиты животных от инфекции.
В очищенном состоянии лахтоферрииы молока коров (Спочев, 1960) и человека (Мопвгеой ег а1., 1960) представляют одноцепочечные белки с молекулярной массой охоло 80 кДа, способные в присутствии бикарбонатных ионов образовывать прочный комплекс с 2 атомами Ре" красного цвета (Маввоп, Негешапв, 1968). В связи с этим в ранней литературе лахтоферрин часто называли «красным белком» (тег) ртогеаи).
История и современное состояние исследований в области структуры и фунхций лахтоферрннов отрахены в монографии Р. Маввоп (1970), материалах специального симпозиума (Ншсйепв ев а1., 1994) и ряде зарубежных обзоров (А(веп, 1.15(оьчв1гу, 1980; Вее)гогоча(пу, 1981; Вейег„1983; 1уег, 1.оппегба1, 1993). Лактоферрин широко представлен в клеточно-тканевых образованиях организма млекопитающих, он выявлен в большинстве барьерных эпителиев пищеварительного, респираторного и мочеполового трактов и их секретах, а таххе в эхзокринных железах и их секретах (молоке, слюне, слезах, хелчи, семенной и цервикапьной хидкости, соке желудка, кишечника и поджелудочной железы) (Маввоп, 1970). В 1969 г.
ЛФ впервые был идентифицирован иммунохимически в гранулярном аппарате НГ человека и морской свинки (Маевоп ег а1., 1969). В ходе дальнейших исследований было однозначно показано, что ЛФ яютяется маркерным белком специфических гранул НГ (Вайд(61(и) ег ф., 1970; М)УаисЬ1, %агнпнЬе, 1987).
Струхтурная идентичность ЛФ молока и нейтрофильных гранулоцитов методами белковой химии впервые доказана для белков человека английскими исследователями (Мойш1ечвку ег а1., 1985) и нами при сравнительном анализе физико-химических свойств гомолопгчных белков свиньи (Кохряхов и др., 1988). Первичная структура ЛФ молока человека была расшифрована в 1984 г. (Мегк-Вопбйие ег а1., 1984), а позднее подтверждена в ходе секвенирования его шРНК (Кабо ег а1., 1987а, 1987Ь). Первичные структуры ЛФ молока человека 62 Рис. 23. Первичиаз структура лкетоферрииов человека (А) и хрупиога рогатого скота (Б). Под ерануоаы Оосаеяоаатеаьыостн, отаечаягщые структуре наетоферрмыыноа.
(Мегг-Вооййие ег а1., 1984) и коровы (Р(егсе ег а1., 1991) приведены на рис. 23. Функционально ЛФ представляют собой природные комплексоны (хелаторы) клеток и хидких сред организма, прочно связывающие и транспортирующие катионы металлов переменной валентности (Ре", СГБ+, Со", Мо'", Си", Сгр', Ул", )ь(11 ). В естественных условиях они чаще всего взаимодействуют с ионами железа, меди и цинка. Реахция связывания ионов железа протекает с обязательным участием бихарбонатных анионов и схематически мохет быть представлена в следующем виде (Маввоп, 1970): 2ре + 2НСО, + ЛФ(Н,),-Р ЛФРе,(НСО,), + 6Н'. При этом образуется комплекс красного цвета с максимумом поглощения в видимой области при )ь = 460 — 470 нм.
Комплехсообразующая способность ЛФ лехит в основе детоксицирующей, транспортной и антимихробной функций этих белков. Остановимся более подробно на рассмотрении последней. Антимихробная ахтивность ЛФ является однозначно установленным фактом (Огаш, Ве(вег, 1968; Маввоп. 1970; Вейег, 1983). Причем в преобладающем числе исследований продемонстрировано михробостатическое действие белка. Создавая и поддерживая дефицитную по катионам железа и других металлов переменной валентности среду, ЛФ яюгяется одним из ведущих молекулярных факторов, сдерживающих размножение и рост бахтерий и низших грибов на поверхности барьерных эпителиев и в условиях фаголизосом нейтрофильных гранулоцитов (Вийеп ег а1„ 63 ЕХКАОАЧТЬО 66ИЧГЕАСЯО ВЗАаичыис гьяатьЗитк 6УЗЗАГЕСЬа ОСАЗОЧАГЧК Оскеоымкь ьзкАаекгск ЬВЕТАЕЕЧРА ЯУТВЧЧМСАЧ ТАСКССЬЧРЧ 1.АЕИРК55НУ МСЬУЧИОТ6$ САГОЕГГЗаа АГЧГСИОТЧМЕ МТИСЕЗТАОН ььнааАьгск мскисРОкгс ЬЕАСАГЬТВ АРякмчяист 156Реигкса ВИОИВнежьс АР51тсчВВА РАьес1ВАУА РТКЬВРчААе 1усткезрат нууАчАччкк с5мгаьоага СВХ5снтаьа 5ьеРРРСАчА ХГГБАзсчРс 1ОВОАуРиьс аьсксеаеиа сАсЗЗВеРТГ еттчремьРе кАОВОауеьь сьммЗВАРУО Агкесньаач РБНАЧЧАВБч ИХ5В5гаьга БРРоаяоььг козаьЗГЬВ1 Рзячозаьуь АБВуьттьеи Саккакксаа ИЗааасамчт сатАЗттоос Учьчькаеао Аьиьоааугг ЗЗЬОСЧЬВРТ ЕСУЬАЧАЧЧК КАИЕСЬТИИЗ ЬКОККЗСНТА ЧОВТАСИИ1Р сАРЗВОРКБВ ьсаьсАСООа сьонсчРИБХ екуусутЗАГ Вс1леочаоч АкиьиВеогя ььсьостВКР чтеАазсньА чАРмнАчч5В ЗОВААнчкач ЬГКЗЕТЕМЬЬ ГМОМТЕСЬАК ЬССВРТУЕЕУ ЬСТЕУЧТА1А МЬКЕСЗТЗРЬ 1978; Вп11еи, Азщв1гопй, 1979).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
