Кокряков - Биология антибиотиков животного происхождения - 1999 (947290), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Некоторые из этих генов содержат небольшие интроны, хотя большинство генов не включают в свою структуру таковых. Как правило, антибиатические пептиды синтезируются в форме больших молекул, состоящих из 3 частей: сигнальной (пречасти), прочасти и конечного зрелого пептида. Проксимальная (5'-концевая) область данных генов содержит несколько последовательностей, имеющих структурную гомологию с цисрегуляторными элементами праматоров генов, ответственных за синтез острофазовых белков у млекопитающих (Ногйпаа ес а1., 1993; НО1ппаг(с, 1993 Оеогйе1 ес а1., 1993). Чаще всею в таких структурах идентифицируется кВ-родственный элемент. Его существование у насекомых доказано и генетическими методами. В качестве дополнительных регулкторных элементов проксимзльной области промотора выступают последовательности ДНК, гомологичные элементам млекопитающих, ответственных за реагирование к П.-б и у-интерферону. Из клеток Нуа!орЛога сесгорса были выделены белки, относящиеся к Ке)1ЫР-кВ-семейству, которые избирательно связываются с соответствующей областью проматора при инициации иммунного ответа у насекомых.
Это, в частности, так называемый фактор, ответственный за иммунную реакцию у цекропии (Сесторса (ттипе-гезропз(уепезз ,!асгог (СЙ); Бап, Рауе, 1992а, 1992Ь). У дрозофилы он носит название 01! (11огза1-ге1агес! 1ттил(су ~ассог) и свазьвается специфически с промоторами генов, ответственных за синтез антибиатичесхих пептидов (1р ес а1., 1993; Ке(СЬЬзгс ес а1., 1993). В условиях инициации иммуннога ответа 1И переносится из цитоплазмы в ядро и запускает процессы активации соответствующих генов (например, цекропина и диптерицина). Как правило, эти процессы протекают в клетках жирового тела, эпителия куппсулы и гемоцнтах насекомых (Нуа!орЛога 26 сесгорса, Ргозорй(!а те!апойазгег, Вотйух тоН) (Вошап, 1994; Нойшюш, 1995).
Выявленное сходство в механизмах регуляции генов насекомых, ответственных за синтез индуцибельных антибиотических пептидов (дефенсинов, цекропинов и др.), и генов млекопитающих, определяющих структуру острофазовых белков и р-дефенсина эпителия трахеи, свидетельствует о существовании ряда единых принципов молекулярной организации и регулкции генов в процессе эволюции животного мира. 1.32.ДЕФЕНСИНЫСКОРНИОНОВ Скорпионы принадлежат к тому же типу членистоногих (АстЬгороба), что и класс насекомых (1пзесса). Они по одной из классификаций составляют подкласс Бсогр(апек (скорпионы) в составе класса АгасЬ- шба (наукообразные), входящего в подтип СЬейсегаса (хелицеровые) (Хадорн, Венер, 1989).
Поэтому с позиции сравнительной биохимии представляет интерес оценка структурной гомологии антибиатических пептидов из гемолимфы скорпионов и о эволюционно близких им насекомых. В настоящее время выделены и секвенированы дефенсины из гемолимфы 2 видов скорпионов: !.С1игиз уи1п9иезгг1агиз (Сос1апсссЬ ес а1., 1993Ь) и Апв(госголиз аизиайз (ЕЬгес-ЯаЬапег ес а1., 1996), которые имеют максимальную степень структурной гомолопси с дефенсинамн из гемалимфы стрекозы Аезсйпа суалеа, представителя наиболее архаичного, а следовательно, и наиболее близкого скорпионам по эволюционному происхождению отряда насекомых (рис. 9).
1ЗЗ. ДЕФЕНСИНЫ МЕЧЕХВОСТОВ Мечехвосты относятся к подклассу ХсрЬозпга (мечехвосты) класса меростомовых (Мегозсошаса) подтипа хелицеровые (СЬС11сегаса), входящею в тип членистоногих (АгсЬгороба). Это одна из древнейших, сохранившихся до наших дней группа членистоногих животных, а потому естественным представляется интерес к фзхту обнаружения в ге- Дефенснн стрекозы Авввьвв вувввв ОРССРАООНОСННВСОТ1ТЕНЭЗЕТСНОРЬНЬТСТСТН деоенснны снорпионон А»две«сов«в вввсвв11в огосРтносАснннснн1ннн-оетсАоьгнотстстн 1«1«ввв т«1»нввввв1всвв огссуивоонснннснвсннн-еотсноггнотстстнн Деквенснн А мидии Мувмвв вв«11в ОРСОН-НОТРСННВСННТРОННОЕТСООНННЬНСТСТН Рнс. 9.
Срнннсннс первичной структуры нсфснсннон, относкщнхсн н классу ннссхоыын (стрекозе), классу пнунообразных (скорпионы) н классу пннстннчнтсотеберных, ннн двустворчатых (ыоннюсхон) (иннин). 27 моцитах японского подковообразного краба (Таей 1еиг г гг пептидов, подобных дефенсинам (Залго ес а1., 1995): 1 нвыРАгхгнатчнгячиАуьччхьчоАААчтААнганхяя~0 "оннясхнннсисняксгннвтчотттяхчсннтгсснян" стоит из 79 амине Этот пептид получил название «большой дефенсик» так нокислотных остатков, 37 нз которых в С-концевой области имеет сходство по послеловательности фидных мостиков с дефенсином ДсЫР-2 из не" офил (ЕгяепЬанег ег а1., 19 а,, 89). Молекула пептида состоит из 2 больших функциональных блоков; Ы-концевого слабооснбвного гкд фоб из 42 аминокислот т и С-концевого, имеющего черты структурного сходства с миелоидным дефенсином крысы (Кг)»Р-2) п - ) по первичной структуре, а по аранжировке дисульфидных мостиков анан Г)-дефенсинам из не о в аналогичного з неитрофнлов коров.
Таким образом, рассматриваемый дефенсин по своим структурно-функциональным св й падает из к се руга семенства дефенсинов насекомых, характерных для ряда видов насекомых, скорпионов и моллюсков. 1.14Ь ДЕФЕНСИНЫ МОЛЛЮСКОВ Молл позвоночных, от ельн оллюски являются вторым крупным типом пе первичноротых бесэволюции высокого о ых, отдельные представители которого достигли в процес се млн лет тому назад, в геологический период кембрия, 2 основных, наиболее развитых типа беспозвоночных — членистоно е О щие морфогеиетические корни рассматриваемых типов предполагают наличие у ряда их представителей сходных молекул, обеспечивапептиды из гемолимфы мидии Мугг1ия ег1и1гя, представителя класса пластинчатожаберных, или двустворчатых моллю (1. 1Г юсков ( аше гЬгаогч ч)а).
Среди нескольких групп пептидов были охаржтеризованы и представители дефенсинов (СЬаг1ег ег а1., 1996) ркс.9). По своей пе рвнчнои структуре они оказались молекулами, максимально гомологичными дефенсинам с екозы Ае Ь (Во1ег ег а1., 1992 и о ., ) и 2 видов скорпионов — 1.егигге диепдиеягпаг(е (Сос)апсгрЬ ес а1., 1993) и Алг1госголия аиегга1гя (ЕЬгеб-ЗаЬайег ег а1., нов, в ел По заключению исследователей, структурная гомология дгия дефенсиыделенных из гемолимфы представителей дв ух типов, может овать об их происхождении от общего молекулярно-генетического предшественника.
Интересно, что у мидии, как и у скорпионов, дефенсины присутствуют в гемолимфе конституги ивно, незафакторов микробнои природы и повреждений, ведущих к воспалительной реакции и индуктивно повышающих продукцию де- фенсинов в организме насекомых. В связи с этим фактом представлябио ет интерес выяснение различий в молекулярно-генетических ос ах синтеза дефенсинов у насекомых, с одной стороны, и скорпионов о иовах и моллюсков — с другой. 14. АМЕБОПОРЫ вЂ” АНТИБИОТИЧЕСКИЕ ПЕПТИДЫ ПРОСТЕЙШИХ Данные о присугствии антибиотических пептидов у одноклеточных животных (простейших) единичны.
В 1991 г. немецкими исследователями впервые из клеток амебы ЕлгаглоеЬа )г(его)гггса — паразитического простейшего, вызывающего дизентерию у некоторых млекопитающих, — были выделены пептнды с цитотоксической ахтивн ст ю, труктура оторых имеет черты структурного сходства с дефенсинао ь, ми (1.егрре ег а1., 1991, 1994). Эти пептиды были названы амебопорами благодаря тому, что они обладают способностью образовывать йоры в искусственных мембранах. Амебопоры являются основными полипептидами с молекулярной массой около 8 кДа, а-спиральная вторичная структура которых стабилизирована 3 дисульфидными сжзями.
Первичная структура амебопора А (ОЕБ.СЫ).СТИ.ВчТ).Е1~П 1ЛТКОА)3К'ч'К1) г'1ЗЗ(.СНКАЗОР)АТ$ СТКЧ'1.0РОП)К1.1С41.1Е13КЧ)3АЫА1САК1НАС) не позволяет отнести этот пепгнд к дефенсиновому суперсемейству пептидов, несмотря на наличие у них ряда общих структурно-функцкональиых свойств (оснбвность молекулы, наличие 3 дисульфидных мостиков). Однжо оказалось, по структура амебопоров гомологична ХК-лизину — пептнду, выделенному из слизистой кишечника свиньи; О г'РСЕЗСКК1НЗК1.Е1)М ч'ОРЯРХЕ)3ТУТЯААЗОУС)Ж1.КН.КО).СКК1МКЗР1.КВ18%13П Т(2ККР(2А1СУШ- ХКК1СКЕ (Апбегяяоп ег а1., 1995), который оказался локалкзо аннь -клетках и цитотоксических Т-лимфоцитах. Таким обра о алкзованным в пе вое св ет м о разом, это р видетельство обнаружения гомологичных пептидов у видов животных, находящихся на противоположных полюсах эволюционного древа (1.егрре, 1995).
1Д. ПРОГЕГРИНЫ И РОДСТВЕННЫЕ ИМ ПЕПТНДЫ 196, Лкзосомные катионные белки нейтрофилов (Уеуа, 3 '1 1 3, 1966а, 1966Ь), позднее названные дефенсинами (Оанх ег а1., а, рг хпайе, 1985; 1.еЬгег ег а1., 1991а), являются антимикробными молекулами, в значительной степени определяющими защитную направленность фа- гоцитарного процесса.
Обладая широким спектром аитимик об д ия, они обеспечивают эффективность киллерной фазы (стадии) ейств процесса. Именно этим обстоятельством был обусловлен выбор нами тжого объекта исследования, как нейтрофнлы свиньи, посколысу в литературе отсугствовалк сведения о дефенсиноподобных полипеп- тндах из лейкоцитов этого вида животных. Визуальное сравнение электрофореграмм кнслотораство имых белков не йтрофилов свиньи и кролика однозначно свидетельствовало орастворимых 21 29 НМР-1 РС-1 РС" 2 РС-З МР-34 встсв1РВ61ВСеввтстс1166вьмвгсс ВССВсстсвввгсчсчсв ВССвьстсвввгсгсч ВСССсстсвввгсчсчСВ* с1свсвввРсРКЙКВРзстсвумси4тувссСВВ Рис. 1О.
Перввчнвв структура протс1эввов свввьв (Р0-1, Р0-2, Р44-3) в срввве- ввв со структурвии лсфснсввов человека (НЬГР-1) и кролика (ХР-ЗВ). 344436446 з вмммчмми иммм4рчввммим С-коммммым амммокмсммти. о присутствии в спектре первых полипептидов, элехтрофоретически сходных с дефенсинами, Фракционирование ультрафильтрата кислотного экстракта через УМ-5 на биогеле Р-10 позволило получить разнообразный спектр антимикробных соединений, среди которых нас заинтересовали в первую очередь 3 низкомолекулярных полипептнда, которые инжтивировали в условиях ш у(!го 3 тест-микроба: ЕРСЬег1сйга со!1, Е!РГег!а топосуто8епег и Сапг!!4!а а!Ь1сапг.
Антимихробные полипептиды лейкоцитов свиньи далее были разделены на 3 индивидуальных компонента высокоэффективной жидкостной хроматографией на колонхе Уубас С18. Это было подтверждено нами электрофорезом в среде с додецилсульфатом натрия и масс-спектрометрически К. 8юЫегех и Т.
13. 1.ее из Бекмановского научно-исследовательского института (Дуарте, Калифорния). Аминокислотный анализ очищенных полипепгидов однозначно свидетельствует об определенном сходстве этих соединений с дефенсинами: они богаты аминокислотами, аргинином (27 — 33 мол%) и цистеином (21 — 25 мол %). Однако их молекулярные массы (-2 кДа) в 1.5 — 2 раза меньше таковых дефенсинов и близки к молекулярной массе анти- микробного полипептгща из гемоцитов подковообразного краба— тахиплезина (14(з)гашпга ег а1., 1988). Первичная структура полипептидов, названных по предложению проф. Р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
