Биологический каталог




Биология антибиотиков животного происхождения

Автор В.Н.Кокряков

ерии, Т — треонин, V — валин, W — триптофан, Y — тирозин. 1, 2, 3,4, 5, б — порядковые номера цистеи-

иовых остатков в молекуле.

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 (морфологически точнее — псевдоэозинофилов) кролика (Zeya et al., 1966), морской свинки (Zeya, Spitznagel, 1963,1966b; Selsted, Harwig, 1987) и кур (Brune, Spitznagel, 1973), которые характеризуются присутствием низкомолекулярных, опережающих по электрофоретической подвижности лизоцим катодных компонентов. Эта группа полипептидов и получила в настоящее время наименование дефенсинов. Сходные катионные полипептиды были обнаружены в нейтрофилах крыс (Hodinka, Modrzakowski, 1983), коров (Gennaro et al., 1983) и хомячка (Мак et al., 1996). Дефенсины как физиологически активные вещества отличает высокая микробоцидная активность, что и послужило основанием для их всестороннего физико-химического изучения.

В ранней (Zeya, Spitznagel, 1966а, 1966с, 1966d, 1968, 1971; Rana-dive, Cochrane, 1968) и последующих (Selsted et al., 1984, 1985a) сериях работ было осуществлено выделение и фракционирование дефенсинов кролика, изучены их структурные и антимикробные свойства. Благодаря использованию методов высокоэффективной жидкостной хроматографии и гель-фильтрации удалось получить в очищенном состоянии 6 компонентов дефенсинов кролика, полностью установить их первичную структуру (рис. 2).

Отличительным признаком молекул дефенсинов кролика является высокое (от 5 до 10 остатков) содержание в их составе аминокислоты аргинина, что в значительной степени определяет их положительный заряд, высокую изоэлектрическую точку (pi > 10.5) и, как следствие, опережающую остальные кислоторастворимые белки нейтрофилов электрофоретическую подвижность в направлении к катоду (рис. 1). Следует обратить внимание на относительно высокое содержание в их составе (до 30 мол%) аминокислот с гидрофобными 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 внутримолекулярных дисульфидных мостиков, придающих глобулоподобной молекуле пептида повышенную устойчивость к переваривающему действию многочисленных протеиназ гранулярного аппарата нейтрофилов и очагов воспаления и стабилизирующих вторичную структуру пептидной молекулы, которая представлена 3 антипараллельными Р -тяжами, образующими |3-складчатый слой (Bach et al., 1987; Pardi et al., 1988; Hill et al., 1991). При этом первый цистеин образует S—S-связь с последним цистеином fl—6 S—S-связь), второй — с пятым (2—5 S—S-связь) и третий — с четвертым (3—4 S—S-связь). Благодаря тому что первый цистеин вступает в образование дисульфидной связи с шестым цистеином (1—6 S—8«связь), молекула дефенсина приобретает циклическую структуру. Такая особенность их строения подтверждена кристаллографическим (Stanfield et al., 1988; Hill et al., 1991) и ЯМР-спектро-скопическим (Bach et al., 1987; Pardi et al., 1988) исследованиями. В дополнение к этому выявлено пространственное разделение в свернутой глобуле остатков аминокислот, несущих боковые положительно заряженные и гидрофобные группы, что дает основание характеризовать молекулу как амфипатическую. Подобная амфипатическая (ам-фифильная) структура дефенсинов делает их активными мембран отройными соединениями, способными не только к взаимодействию с фосфолипидами за счет электростатических свойств своей молекулы, но и внедрению в липидный бислой благодаря гидрофобным взаимодействиям (Selsted et al., 1993).

Дефенсины нейтрофильных гранулоцитов (нейтрофилов) человека были выделены, очищены и охарактеризованы по структурным и антимикробным свойствам в 1985г. (Ganz et al., 1985; Selsted et al., 1985b). Общий план их строения сходен с таковым дефенсинов кролика (рис. 2), для которого характерно консервативное расположение шести остатков цистеина, двух — глицина, двух — аргинина и глута-миновой кислоты. Однако основные фракции дефенсинов человека (HNP-1, HNP-2, HNP-3) являются менее катионными (только 4 остатка аргинина) и более гидрофобными (5 остатков ароматических аминокислот, включая триптофан) молекулами по сравнению с гомологичными пептидами из других видовых источников.

Первичная структура дефенсинов человека и кролика была подтверждена в молекулярно-генетических исследованиях по клонированию их генов и изучению закономерностей их экспрессии в клетках (Daher et al., 1988; Michaelson et al., 1992). Дефенсины человека синтезируются в промиелоцитах костного мозга в форме молекулы-предшественницы, состоящей из 94—100 аминокислот (рис.3). В ходе 6—24-часового процессинга препродефенсина HNP-1 происходит последовательное отщепление от его N-концевой части сначала гидрофобного сигнального пептида (MRTLAILAAILLVALQAQA), затем в 2 этапа анионного профрагмента (EPLQARADEVAAAPEQIAADI-PEVVVSLAWDESLAPKHPGSRKNM) с образованием конечной, функционально активной молекулы дефенсина: ACYCRIPACIAGE-RRYGTCIYQGRLWAFCC (Valore, Ganz, 1992). По мнению авторов, биологический смысл установленной последовательности посттрансляционного процессинга молекулы препродефенсина заключается в

Сигнальный пептид

NP-l MRTLALLAAILLVALQAQA

NP-5 MRTLALLAAILLVTLQAQA

NP-Эа MRTLILLAAILLAALQAQA

HNP-1 MRTLAILAAILLVALQAQA

HNP-4 MRIIALLAAILLVALQVRA

HD-S MRTIAILAAILLVALQAQA

HD-6 MRTLTILTAVLLVALQAKA

GPCP-1 MRTVPLFAACLLbTLMAQA

CRYP-1 MKKLVLLFALVLLGFQVQA

Прочасть дефенсина

EHVSVSI DEW-------DQQP PQAEDQDVAIYVKEHE

ELHSGMADDGV-------DQQQPRAQDLDVAVYIKQDE

ELFSVNVDEVL-------DQQQP-GSDQDLVIHLTGEE

EPLQARADEVAA------APEQIAADIPEVWSLAWDE

GPLQARGDE-AP------GQEQRGPEDQDISISFAWDK

ESLQERADE-AT------TQKQ SGE DNQ DLAIS FAGNG

страница 4
< 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)