Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В настоящей монографии нашли отражение результаты исследований по проблеме белково-пептидных антибиотиков животного происхождения, проводимых в НИИ экспериментальной медицины РАМН, на кафедрах биохимии Санкт-Петербургского государственного университета и физиологии человека и животных Московского государсгвенного университета нм. М. В. Ломоносова. В проведении этих совместных работ принимали участие Г. М.
Алешина, С. А. Анатолий, А. И. Борисов, Г.Е. Викулова, М.А.Данилова, Л.С. Колабская, М.В. Кондашевская, Л.Н. Краева, М.П. Лесникова, С.Н.Лызлова, Л.А.Ляпина, Ю.А. Мазинг, В. И. Морозов, Н. С. Новикова, Д.С.Орлов, Н.П.Раменская, С. В. Слепенков, В.Е. Стефанов, Л.Ю. Тарос, С. Б. Ткаченко, А. С. Толыбеков, В. В.
Узбеков, О.В.Шамова, Э.К.Шхинек, М. И. Юнусова, О.Ю.Янковский, которым автор приносит свою искреннюю благодарность. Особую признательность автор выражает ведущему в мире специалисту в этой области исследований профессору Калифорнийского университета Лес-Анджелеса Р. Лереру (К. (.еЬгег), многостороннее сотрудничество с которым обеспечило возможность проведения работ на качественно новом метгагологическом и теоретическом уровне. Автор глубоко признателен за помощь в подготовке рукописи книги к печати своим ближайшим сотрудникам Г.
М. Алешиной, Г, Е. Викуловой и О. В. Шамовой. Буду благодарен читателям за любые замечания, конструктивную критику и пожелания по улучшению книги. ГЛАВА 1 АНТИБИОТИЧЕСКИЕ ПЕПТИДЫ КАК МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ФАКТОРЫ ВРОЖДЕННОГО ИММУНИТЕТА ЖИВОТНЫХ Более чем вековой период развития фыоцитарной теории иммунитета, впервые сформулированной И. И. Мечниковым в 1883 г., прошел путь от описания феноменологии процесса до расшифровки его морфобиохнмических основ.
В обобщающих работах отечественных (Адо, 1961; Покровский, Тутельян, 1976; Роговин и др., 1977; Пигаревскнй, 1978; Салаев, Романенко, 1979; Фрейдлин, 1984; Глебов, 1987; Маянскнй А., Маянский Д., 1989) и зарубежных (К1еЬапо(Г, С!агк, 1978; Зр(гзпайе1, 1984; 01е(сЬ, Адо1РЬ|ол, 1986; Е1аЬасЬ, %е(зз, 1992; РппЬ, 1992) исследователей представлен значительный материал по биологии клеток, специализированных на выполнении защитных функций организма человека и животных путем фагоцитоза. В соответствии с современными взглядами к профессиональным фагоцитам относятся нейтрофилы (нейтрофильные гранупоциты), моноциты и их тканевые формы — макрофагн, эозинофилы. Эти клетки обьединены в единый функциональный тнп благодаря наличию у них ряда общих структурно-метаболнческих свойств и стереотипности поведения в фагоцитарном процессе.
Морфобиохимическая специализация фагоцитов заключается в присутствии у них развитого лизосомного (гранулярного) аппарата (Пнгаревский, 1978; Выпгоп ег а1., 1971; Ва881ойгп, ПезэаЫ, 1985; О)е(сЬ, Або1рЬ- зоп, 1986), являющегося депо физиолиически жтивных веществ антибиотнческого действия, среди которых ведупгую роль в умерщвлении (киплинге) микроорганизмов играет группа катиониых белков и поли- пептидов (миелопероксидаза, лжтоферрин, бжтерицидный проницаемость увеличивающий протеин, эластаза, катепснн О, лизоцим, дефенсины и др.) (Ашмарйй и др., 1972, 1977; Роговин и др., 1977; Кокряков н др., 1981, 1997; Оапа ег а1., 1985; Бр(етайе1, 8Ьа(ег, 1985; Е1аЬасЬ, %е(аз 1988а, 1988Ь; К1еЬапо(Г, 1988). Рассмотрению природы низкомолекулярных антнмикробных веществ различных клеточно-тканевых структур животного организма, механизмов их действия и значению в формировании резистентности к инфекции посвящен настоящий раздел.
12 3 4 бб дефенсины человека НМР-1 НМР-2 НМР-З НИР-4 Но-5 НО"б Асгсв1 Р-Ас1Асиавтнтс1166нь-ИАгсс сгсягг-Асгаоимятотсгтоень-нагсс ОСТСВ1 Р-АС1АОНВЯТОТС1166ЯЬ-ИАЕСС чсзсаьч-гсннтвьнчлмсьгоечв-ггтсствч Атстсато-вснтввзьзечсвгзпвь-твьссн тонов-н-зсузтвтзтетстчиегм-нягссь дефенсины кролика ИР" 1 )НСР-1) НР-2 )НСР-2) ИР-За ИР-ЗЬ ИР-4 МР-5 ИР-б О4461-ИР-б ЧЧСАСВВАЬ-СЬРВМЯВАОЕСВ1ВОЯ1-НРЬССЯЯ ЧЧСАСЯНАЬ-СЬР1ЛВВАОГСВ1ЯОЯ1-НРЬССВЯ 61САСВЯВ ЕСРИВНВЕВОТСВРИОАВ-ТРВССВВВ ОВСЧСВНОЬЬСЗТВМВЯгооонгн Гв-ЕРЕССРН ЧВСТСВНР-ВСОЕСНЯАВОВСТЧИОЧВ НТЬССВВ чгстсаогь-сазоюазезстпгечн-нтьссвв Огснсавя-гсьингоезлтсячиеав-тчнссзнв гсвсввя-гсьмгногзеусвчнпвв-тчнссзяя дефемсинм крысы ВГМР-1 НГМР-2 ВГМР-3 ВГИР-4 тстсяят-Ясон)лаьзпасатнеяг-тяьссн чтсусазт-ясопаньзцасцтвею-хньсся сзсятз-зсягоивьзаасньменг-уяьсс Астсяго-Асчзоивьтцвсоьмевг-твьссн дефенсины Сгур-1 Сгур-2 Сгур-3 Сгур-4 Сгур"5 Сгур-б дефенсины хомлчка Нану-1 Нану-2 Наму-З НаМР- ° чтсгсвян-осазвнюпотсяг-аитгую.ссвн сесквг-чсозовтцгптсвь-Онтгтвьссно чтсесюгн-Осазнваыетснг-Омтгтоьсснн чтсесквР-чсОВОВт61егсяь-ОитетВ1ссво бв))йв )О 1.1.
СТРУКТУРА И АНТИМИКРОВНЫЕ СВОЙСТВА ЛЕФЕНСИНОВ Изучение природы и физиологических свойств антимикробных веществ нейтрофилов привело к открытию в их гранулярном аппарате группы лизосомных катионных белков небольшой молекулярной массы (Ееуа, Брйхпа8е1, 1963, 196ба, 1966Ь, 1968, 1971), получивших в настоящее время название дефенсинов (от англ. ггегелге — защита, оборона) (Оапх е( а1., 1985). Данный термин отражает основное функциональное назначение рассматриваемых пептидов — способность обеспечивать защиту макроорганизма от возбудителей инфекционных болезней.
В свете биохимических (Кокряков и др., 1982, 1988; Кокряков, 1990; Бр)(хпайе1, 1984; 1.еЬгег, ()апз, 1990; Е1ВЬНСЬ, чче155, 1992) и морфологических (Пигаревский, 1983, 1988; Мазинг, 1991) данных, накопленных в настоящее время, под лизосомными катион- ными белками следует понимать обширн~ю группу гранулярных анти- микробных протеинов лейкоцитов с основными (щслочными) свойствами их молекул, которая включает в себя в качестве составного ком- Рис.
1. Электрофорегрвьгыы кислоторастзоримых белков нейтрофилов кролика, курицы, морской свинки и человека (слеза молраао). Электрофоратичеакнй аналю оаущаагалан по методу Раоунгь Сна)ыеу (1969). дефемсины морской свинки ОРСЕ-1 ввсгсття-тсы Рувньотсг Оивч-ттгсс ОРСР-2 нвсгсттн-тснггтнвьетсьгоинч-ттгсс (криптдины) мыши ьноьчсусгпн-Оснонняинетснн-Онььутьссн ьяоьчстсятв-Осквяююиотснк-Оньнхтьсся ьвоьчстсвкн-Оскввнюмытсвк-Оньиттьссн 6ЬЬСТСЯЯО-НСЯВОВВРВОТС вЂ” -О-1ВРЬХССРВВ ьбкньгстсззя-Оскваиачгптсни-ьеьтгчессз ьвоьчстсяан-Осковвиииотсяк-Онььтмьссн Рис.
2. Нерзичныс структуры дефенсииов млскотпающих. зтирими ибгифтам атмаченм ннаариыпныа (конгараативиыа) аммнокмглотиые оегаткы. Здааб н на рна. 3 — 7, 9 — 1 5, 19, 24 прабвгм з амниокмглааимк последаваталакоогзх рада пептидов введены с цымы оотиналаиого аопоатааланиз структур на атапань гомалопги (аходатаа). Однобукаениое обозначекне амииокналатимх остатков: А — алипии, С вЂ” цнатеин, П— аапарминоаю кмглата, Š— еугамннаваа кислота, РŠ— пнроглупминоыи кислота, Р— фанмлаааинк Π— иннин, Н вЂ” пмтквнн, 1 — изолайцнн, К вЂ” ливны, 1.
— лейцнн, М— мбтнонин, Н вЂ” аспарапюг Р— пролил, Π— глугаинн, И вЂ” аргныни, 3 — сорин, Т вЂ” треоннн, Ч вЂ” вален, зч — трнлтофан, т — тлрозни. 1, 2. 3, 4, 5, б — порздковые номера циатаииовмх остатков в молекула понента и дефенсины. Электрофореграммы кислоторастворимых белков нейтрофилов некоторых видов животных и человека, полученные нами, достаточно полно отражают их гетерогенность (рис.
1), Следует обратить внимание на своеобразие белковых спектров нейтрофилов (морфолопбчески точнее — пседдоаозинофилов) кролика (Ееуа е( а1., 1966), морской свинки (Ееуа, Брг(хпайе1, 1963, 1966Ь; Бе)й(е(1, Нагзч)8, 1987) и кур (Вгцпе, БР1(хпайе1, 1973), которые характеризуются при- сугствием низкомолекулярных, опережающих по электрофоретической подвижности лизоцим катодных компонентов.
Эта группа поли- пептидов и получила в настоящее время наименование дефенсинов. Сходные катионные полипептиды были обнаружены в нейтрофнлах крыс (Носйпйа, Модгга)соттэЫ, 1983), коров (Оеппаго ес а1., 1983) и хомячка (МаЬ еС а1., 1996). Дефенснны как физиологически эхтивные вещества отличает высокая микробоцнднм активность, что и послужило основанием для их всестороннего физико-химического изучения. В ранней (Ееуа, Брйхпайе1, 1966а, 1966с, 1966сС, 1968, 1971; Капас)сте, СосЬгапе, 1968) н последующих (Бе1эсесС ес а1., 1984, 1985а) сериях работ было осуществлено выделение и фракционнрование дефенсинов кролика, изучены их структурные и антимикробные свойства. Благодаря использованию методов высокоэффективной жидкостной хроматографии и гель-фильтрации удалось получить в очищенном состоянии 6 хомпонентов дефенсинов кролика, полностью установить нх первичную структуру (рис. 2).
Отличительным признаком молекул дефенсинов кролика является высокое (от 5 до 10 остатхов) содержание в нх составе аминокислоты арсннннэ„что в значительной степени определяет их положительный заряд, высокую изоэлектрическую точку (р1 > 10.5) и, как следствие, опережающую остальные кислоторастворимые белхи нейтрофилов электрофоретическую подвижность в направлении к катоду (рис. 1). Следует обратить внимание на относительно высокое содержание в их составе (до 30 мал%) аминокислот с пщрофобными боковыми цепями (изолейцин, пролин, лейцин, валин), что, по-видимому, имеет немаловажное значение в реализации функциональных свойств дефенсинов. Другая особенность первичной структуры дефенсинов заключается в наличии 6 остатков аминокислоты цистеина, участвующих в образовании 3 внугрималекулярных дисульфнпных мостихов, придающих глобулоподобной молекуле пептнда повышенную устойчивость к переваривающему действию многочисленных протеиназ гранулярнаго аппарата нейтрофилов и очагов воспаления и стабилизирующих вторичную структуру пептидной молекулы, которая представлена 3 антипараллельнымн р-тяжами, образующими с)-складчатый слой (ВасЬ ес а1., 1987; Рагсй ес а1., 1988; Нс!1 ес а1., 1991).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
