Биологический каталог




Биология антибиотиков животного происхождения

Автор В.Н.Кокряков

питающих и птиц являются универсальными антибиотическими пептидами, инактивирующими грамположительные и грамотрица-тельные бактерии, низшие фибы и оболочечные вирусы, то этого нельзя сказать о дефенсинах насекомых, последние действуют преимущественно только на грамположительные бактерии. Необходимы на 1—2 порядка большие концентрации для проявления антимикробной активности дефенсинов насекомых в отношении грамотрицатель-ных бактерий и еще более значительные — в случае воздействия на грибки. Ограниченная функциональная активность дефенсинов насекомых в отношении отдельных групп микробов компенсируется на уровне организма продукцией других антибиотических пептидов, таких как цекропины (cecropins) (Steiner et al., 1981; Boman, 1995), апидацины (Casteels et al., 1989), дрозоцин (Bulet et al., 1993), металь-никовины (Chernysh et al., 1996), которые эффективно инактивируют грамотрицательные бактерии, и дрозомицин, направленно воздействующий на грибки (Fehlbaum et al., 1994).

Клонирование генов, ответственных за синтез дефенсинов мясных мух, и анализ продуктов их транскрипции свидетельствуют о том, что дефенсины насекомых, как и а- и J3-дефенсины, синтезируются в пре-проформе (рис. 8).

Изучение механизмов антимикробного действия дефенсинов насекомых (Cociancich et al., 1993а) выявило в принципе все те же закономерности проявления их активности, которые были установлены для а- и р-дефенсинов (Lehrer et al., 1993; Selsted, 1993). Основной мишенью их поражающего действия на бактерии является цитоплазма-тическая мембрана. Перфорируя плазмалемму бактерий, дефенсины насекомых нарушают структурную целостность клетки, ее ионный го-меостаз, вызывают частичную деполяризацию мембраны и уменьшение концентрации цитоплазматического аденозинтрифосфата (АТФ) вследствие ингибирования окислительного фосфорилирования. Остается, однако, не совсем ясным вопрос, почему при столь общих проявлениях воздействия на цитоплазматическую мембрану дефенсины насекомых по сравнению с дефенсинами млекопитающих и птиц характеризуются столь слабой антимикробной активностью в отношении грамотрицательных бактерий. Может быть, фактором, ограничивающим антимикробную активность дефенсинов насекомых в отношении фамотрицательных бактерий, является наружная мембрана последних, которая слабо проницаема именно для рассматриваемого типа пептидных молекул.

л-V

Сигнальная часть и прочасть

Формицин A MKFFKVFVVTFCLAVCFVSQSLAIPADAANDAHFVDGVQALKEIEPELHGRYKPA 54 Сапецин A MKSFIVLAVTLCLAAFFMGQSVASPAAAAEESKFVDGLHALKTIEPELHGRYKRA 54

Зрелый (основной) пептид

1 2 3 4 5 6

Формицин A ATCDLLSGTGINHSACAAHCLLRGNRGGYCNGKGVCVCRN 94

Сапецин A ATCDLLSGTGINHSACAAHCLLRGNRGGYCNGKAVCVCRN 94

Рис. 8. Первичные структуры преггродефенсинов насекомых. У большинства изученных видов насекомых содержание антимикробных пептидов в гемолимфе находится на фоновом уровне. Это касается и присутствия таких пептидов, как цекропины (саркотоксины) и дефенсины насекомых (формицин, сапецин и др.). Синтез дефенсинов у насекомых, как и большинства других антибиотических пептидов, носит преимущественно индуцибельный характер (Hoffmann, Hetru, 1992; Hoffmann, Reichhart, 1997). Попадание бактерий и фи-бов, а также липополисахаридов и продуктов их метаболизма во внутреннюю среду животных инициирует защитный процесс продукции жировым телом насекомых (функциональный аналог печени позвоночных) широкого спектра антимикробных пептидов, секретируемых в гемолимфу. Меньший вклад в биосинтез этих пептидов вносят гемо-циты и другие клеточно-тканевые структуры организма (перикарди-альные клетки, мальпигиевы клубочки, клетки кишечника насекомых). Антимикробные пептиды продуцируются также эпидермальны-ми клетками в ответ на повреждение или инфицирование кутикулы насекомых (Brey et al., 1993). В этом наблюдается существенное сходство данного процесса с биосинтезом и продукцией Р-дефенсинов эпителием трахеи крупного рогатого скота (Diamond et al., 1993, 1996). Более того, существует удивительное совпадение ряда молеку-лярно-генетических процессов в эпителиях у насекомого и млекопитающего, выражающееся в вовлечении в индуктивный синтез пептидов сходных генетических структур и, в частности, так называемых кр-подобных промоторных участков генов, которые ответственны за синтез антибиотических пептидов у столь эволюционно удаленных видов животных. Необходимо, однако, отметить, что если для насекомых подобный индуцибельный характер биосинтеза антибиотических пептидов является правилом, то для млекопитающих феномен инду-цибельного синтеза р-дефенсинов в эпителии трахеи и кератиноци-тах кожи человека (Harder et al., 1997) — это пока, скорее всего, исключение. Для высших животных свойствен конститутивный синтез лейкоцитарных и эпителиальных антимикробных пептидов и белков только на определенной стадии их клеточного развития, с последующей упаковкой этих защитных соединений в фанулы на уровне аппарата Гольджи и сохранения их в соответствующих клетках в пре-формированном, нгУ уже, как правило, готовом для функционирования состоянии. Повреждения, инициирующие фагоцитоз или воспалительную реакцию, запускают процесс мобилизации депонированных в виде предшественников антибиотических пептидов и белков.

Контроль активности иммунных генов насекомых сходен с таковым генов иммуноглобулинов и острофазовых белков позвоночных. Они имеют в промоторной области генов энхансерные последовательности, получившие наименование кВ-мотивов, поскольку впервые были обнаружены в структуре генов, ответственных за синтез к-цепи иммуноглобулинов млекопитающих (Nolan, Baltimore, 1992). кВ-Мотив является элементом гена, с которым избирательно связывается регуляторный транскрипционный фактор NFkB, обычно находящийся в цитоплазме в связанном с ингибитором (1кВ) состоянии. Воздействия на организм, запускающие иммунный ответ иличзоспали-тельный процесс, приводят к распаду функционально неактивного комплекса NFkB/IkB, освобождению NFkB и его транслокации в ядро, где он взаимодействует с соответствую

страница 10
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Биология антибиотиков животного происхождения" (3.25Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(30.04.2017)