WikiDer > Бета-дефенсин

Beta defensin
Бета-дефенсин
1ijv.png
Идентификаторы
СимволDefensin_beta
PfamPF00711
ИнтерПроIPR001855
SCOP21млрд / Объем / СУПФАМ
OPM суперсемейство54
Белок OPM1ut3

Бета-дефенсины являются семьей млекопитающих дефенсины. Бета-дефенсины антимикробные пептиды участвует в устойчивости эпителиальных поверхностей к микробной колонизации.

Дефенсины - это катионные микробицидные пептиды 2-6 кДа, активные против многих грамотрицательных и грамположительных бактерий, грибов и вирусов в оболочке,[1] содержащий три пары внутримолекулярных дисульфидных связей. В зависимости от размера и характера дисульфидных связей дефенсины млекопитающих делятся на категории альфа, бета и тета. Бета-дефенсины есть у каждого вида млекопитающих, исследованных до сих пор. У коров в нейтрофилах содержится до 13 бета-дефенсинов. Однако у других видов бета-дефенсины чаще вырабатываются эпителиальными клетками, выстилающими различные органы (например, эпидермис, бронхиальное дерево и мочеполовые пути.

Бета-дефенсины человека, кролика и морской свинки, а также бета-дефенсин-2 человека (hBD2) вызывают активацию и дегрануляцию тучных клеток, что приводит к высвобождению гистамина и простагландина D2.[2]

Гены

β-дефенсины кодируют гены, которые влияют на функцию врожденная иммунная система.[3] Эти гены отвечают за производство антимикробные пептиды нашел в белые кровяные клетки такие как макрофаги, гранулоциты и NK-клетки, β-дефенсины также встречаются в эпителиальные клетки.[4] Однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) обнаружены в генах, кодирующих β-дефенсины.[5] Присутствие SNP в кодирующих областях ниже по сравнению с некодирующими областями.[5] Появление SNP в кодирующей области с большой вероятностью повлияет на устойчивость к инфекциям через изменения в белковых последовательностях, которые вызовут различные биологические функции.[5]

Посвящение

Рецепторы, такие как толл-подобные рецепторы (TLR) и узловые рецепторы (NLR) активирует иммунная система путем связывания лиганды такие как липополисахариды и пептидогликан.[6] Толл-подобные рецепторы экспрессируются в эпителиальных клетках кишечника [7] или антигенпрезентирующие клетки (БТР), такие как дендритные клетки, В-лимфоциты и макрофаги.[6] Когда рецепторы активированы, каскадная реакция будут иметь место и такие вещества, как цитокины и антимикробные пептиды [8] Будет выпущен.[6]

Функция

β-дефенсины являются катионными и поэтому могут взаимодействовать с мембрана вторжения микробов, которые отрицательны из-за липополисахариды (LPS) и липотейхоевая кислота (LTA) найден в клеточная мембрана.[1] Пептиды обладают более высоким сродством к сайту связывания по сравнению с ионами Ca2 + и Mg2 +.[5] Следовательно, пептиды будут обмениваться местами с этими ионами, влияя, таким образом, на стабильность мембраны.[5] Пептиды имеют больший размер по сравнению с ионами, которые вызывают изменения в структуре мембраны.[5] В связи с изменениями в электрический потенциал, пептиды будут проходить через мембрану и, таким образом, агрегировать в димеры.[9] Комплекс пор будет создан в результате нарушения водородные связи между аминокислоты в концевых концах нитей, соединяющих мономеры дефенсинов.[9] Формирование порового комплекса приведет к образованию мембраны. деполяризация и лизис клеток.[5]

Дефенсины не только обладают способностью укреплять врожденная иммунная система но может также улучшить адаптивная иммунная система от хемотаксис из моноциты, Т-лимфоциты, дендритные клетки и тучные клетки к месту заражения.[5] Дефенсины также улучшают способность фагоцитоз макрофагов.[5]

Β-дефензины птиц

β-дефенсины подразделяются на три класса, и β-дефенсины птиц составляют один из классов.[3] Это деление основано на классификации Чжана и на длине, гомология из пептиды и генная структура факторы, влияющие на классификацию.[9]

Β-дефенсины птиц разделяются гетерофилы и негетерофилы. Гетерофилы птиц можно разделить на два подкласса в зависимости от количества присутствующих гомологичных остатков в геном.[9]

Гетерофилы птиц лишены защитных окислительных механизмов, таких как супероксид и миелопероксидаза. Создание неокислительных механизмов, таких как лизосомы и катионные пептиды, что еще более важно.[9]

Эволюция

У страусов есть геном содержащий ген, кодирующий антимикробный пептид, Страрикацин-1. Наличие этого пептид указывают на то, что гены, кодирующие β-дефенсины, существуют уже давно.[9] Страус и другие виды ратитов связаны с Palaeognathiformes, старейшим отрядом современных птиц.[10]

Гены β-дефензинов обнаружены в геноме как страуса, так и млекопитающих.[9] Гены, кодирующие β-дефенсины, могут происходить из генов, которые существовали до диверсификации линий птиц и млекопитающих, произошедшей около 150 миллионов лет назад.[11]

Тот факт, что альфа- и тета-дефенсины отсутствуют у более старых позвоночных, таких как птицы и рыбы, указывает на то, что дефенсины, должно быть, произошли от одного и того же предкового гена, кодирующего β-дефенсины.[12]

Hoover et al. (2001) показали, что происхождение дефенсинов было молекулы похожи на β-дефенсины, которые встречаются сегодня, при сравнении аминокислоты и структуры происхождения β-дефенсинов с β-дефенсинами насекомых и α-дефенсинами, обнаруженными у млекопитающих.[13] Β-дефенсины, обнаруженные у насекомых, на самом деле были более похожи на происхождение дефенсинов, чем на α-дефенсины, обнаруженные у млекопитающих. Линии насекомых существуют более длительное время по сравнению с линиями млекопитающих, что позволяет предположить, что предки генов, кодирующих дефензины, существовали долгое время.[9]

Первым обнаруженным бета-дефенсином был трахеальный антимикробный пептид, обнаруженный в дыхательных путях крупного рогатого скота в 1991 году.[14] Первый человеческий бета-дефенсин HBD1 был открыт в 1995 году.[2] за ним последовал HBD2 в 1997 году.[15]

Белки человека, содержащие этот домен

DEFB1; DEFB103A; DEFB105A; DEFB105B; DEFB106; DEFB108B; DEFB109; DEFB110; DEFB111;DEFB114; DEFB130; DEFB136; DEFB4; SPAG11A;

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б White SH, Wimley WC, Selsted ME (август 1995 г.). «Структура, функции и мембранная интеграция дефенсинов». Curr. Мнение. Struct. Биол. 5 (4): 521–7. Дои:10.1016 / 0959-440X (95) 80038-7. PMID 8528769.
  2. ^ а б Бенш К.В., Райда М., Мегерт Х. Дж., Шульц-Кнаппе П., Форссманн В.Г. (июль 1995 г.). «hBD-1: новый бета-дефенсин из плазмы человека». FEBS Lett. 368 (2): 331–5. Дои:10.1016/0014-5793(95)00687-5. PMID 7628632.
  3. ^ а б Хеллгрен О., Шелдон BC (июль 2011 г.). «Локус-специфический протокол для девяти различных генов врожденного иммунитета (антимикробные пептиды: β-дефенсины) у видов воробьиных птиц выявляет внутривидовые вариации кодирования и случай межвидового полиморфизма». Ресурсы по молекулярной экологии. 11 (4): 686–692. Дои:10.1111 / j.1755-0998.2011.02995.x.
  4. ^ Ганц Т. (сентябрь 2003 г.). «Дефенсины: антимикробные пептиды врожденного иммунитета». Nat. Преп. Иммунол. 3 (9): 710–20. Дои:10.1038 / nri1180. PMID 12949495.
  5. ^ а б c d е ж г час я ван Дейк, Э. Вельдхёйзен, Хаагсман HP (июль 2008 г.). «Птичий дефенсинс». Вет. Иммунол. Иммунопатол. 124 (1–2): 1–18. Дои:10.1016 / j.vetimm.2007.12.006. ЧВК 7112556. PMID 18313763.
  6. ^ а б c Могенсен TH (апрель 2009 г.). «Распознавание патогенов и воспалительная передача сигналов при врожденной иммунной защите». Clin. Microbiol. Rev. 22 (2): 240–73, Содержание. Дои:10.1128 / CMR.00046-08. ЧВК 2668232. PMID 19366914.
  7. ^ Abreu MT (февраль 2010 г.). «Передача сигналов Toll-подобных рецепторов в кишечном эпителии: как распознавание бактериями формирует функцию кишечника». Nat. Преп. Иммунол. 10 (2): 131–44. Дои:10.1038 / nri2707. PMID 20098461.
  8. ^ Вора П., Йодим А., Томас Л.С., Фуката М., Тесфай С.И., Лукасек К., Мичелсен К.С., Вада А., Хираяма Т., Ардити М., Абреу М.Т. (ноябрь 2004 г.). «Экспрессия бета-дефенсина-2 регулируется передачей сигналов TLR в эпителиальных клетках кишечника». J. Immunol. 173 (9): 5398–405. Дои:10.4049 / jimmunol.173.9.5398. PMID 15494486.
  9. ^ а б c d е ж г час Sugiarto H, Yu PL (октябрь 2004 г.). «Птичьи антимикробные пептиды: защитная роль бета-дефенсинов». Biochem. Биофиз. Res. Сообщество. 323 (3): 721–7. Дои:10.1016 / j.bbrc.2004.08.162. PMID 15381059.
  10. ^ Ю. П. -Л., Чоудхури С.Д., Аренс К. (январь 2001 г.). «Очистка и характеристика антимикробного пептида, острикацина». Письма о биотехнологии. 23 (3): 207–210. Дои:10.1023 / А: 1005623806445.
  11. ^ Хеджес С.Б., Паркер PH, Сибли К.Г., Кумар С. (май 1996 г.). «Континентальный распад и порядковое разнообразие птиц и млекопитающих». Природа. 381 (6579): 226–9. Дои:10.1038 / 381226a0. PMID 8622763.
  12. ^ Семпл CA, Рольф М., Дорин-младший (2003). «Дублирование и отбор в эволюции генов бета-дефенсина приматов». Геном Биол. 4 (5): R31. Дои:10.1186 / gb-2003-4-5-r31. ЧВК 156587. PMID 12734011.
  13. ^ Гувер Д.М., Чертов О., Любковски Дж. (Октябрь 2001 г.). «Структура человеческого бета-дефенсина-1: новое понимание структурных свойств бета-дефенсинов». J. Biol. Chem. 276 (42): 39021–6. Дои:10.1074 / jbc.M103830200. PMID 11486002.
  14. ^ Diamond, G .; Заслов, М .; Eck, H .; Brasseur, M .; Maloy, W .; Бевинс, К. (1991). «Противомикробный пептид трахеи, новый богатый цистеином пептид из слизистой оболочки трахеи млекопитающих: выделение пептида и клонирование кДНК». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 88: 3952–3956. Дои:10.1073 / пнас.88.9.3952. ЧВК 51571. PMID 2023943.
  15. ^ Хардер Дж., Зиберт Р., Чжан И., Маттиесен П., Кристоферс Э., Шлегельбергер Б., Шредер Дж. М. (декабрь 1997 г.). «Картирование гена, кодирующего бета-дефенсин-2 человека (DEFB2), в области 8p22-p23.1 хромосомы». Геномика. 46 (3): 472–5. Дои:10.1006 / geno.1997.5074. PMID 9441752.

дальнейшее чтение

  • Лю Л., Чжао С., Хэн Х. Х., Ганз Т. (август 1997 г.). «Человеческие бета-дефенсин-1 и альфа-дефенсины кодируются соседними генами: два семейства пептидов с различающейся дисульфидной топологией имеют общее происхождение». Геномика. 43 (3): 316–20. Дои:10.1006 / geno.1997.4801. PMID 9268634.