Дрозоміцин

Дрозоміцин — протигрибковий пептид Drosophila melanogaster. Є першим протигрибковим пептидом, виділеним із комах. Дрозоміцин індукується інфекцією завдяки сигнальному шляху Toll, тоді як експресія в поверхневому епітелію, наприклад, дихальних шляхах, натомість контролюється . Це означає, що дрозоміцин разом з іншими антимікробними пептидами, такими як цекропіни, диптерицин, дрозоцин, мечниковін і атацин, виконує роль першої лінії захисту від септичного ураження. Однак дрозоміцин також конститутивно експресується у слабому ступені в різних тканинах і протягом усього розвитку.

Модель дрозоміцину

Структура

Дрозоміцин — це 44-залишковий пептид, що містить чотири дисульфідні містки. Ці містки стабілізують структуру, що містить одну α-спіраль і три β-листи. Завдяки цим чотирьом дисульфідним місткам дрозоміцин стійкий до деградації та дії протеаз. Дрозоміцин має більшу подібність послідовності з дефензинами рослин (до 40%), ніж з іншими дефензинами комах. Стабілізований цистеїном αβ-мотив дрозоміцину міститься в дрозофіли та деяких рослинних дефензинах, а також в нейротоксині скорпіона, і дрозоміцин посилює дію цього нейротоксину на нервове збудження.

Структура пептиду була відкрита в 1997 році Лендоном і його колегами.

Мультигенне сімейство дрозоміцину

Ген дрозоміцину Drs має довжину 387 пар нуклеотидів, розташований на елементі Мюллера 3L, дуже близько до шести інших дрозоміциноподібних (Drsl) генів. Ці різні дрозоміцини називають мультигенним сімейством дрозоміцину. Однак лише дрозоміцин є частиною системної імунної відповіді, тоді як інші гени регулюються по-іншому. Антимікробна активність цих різних дрозоміциноподібних пептидів також відрізняється. У 2015 році Гао та Чжу виявили, що в деяких видах дрозофіл (наприклад, D. takahashii) деякі з цих генів були дупліковані, і ця дрозофіла має загалом 11 генів у сімействі мультигенів дрозоміцину.

Функція

Схоже, що дрозоміцин виконує приблизно три основні функції щодо грибів: перша полягає в частковому лізисі гіф, друга — інгібування проростання спор (при вищих концентраціях дрозоміцину), а третя — затримка росту гіф, що призводить до розгалуження гіф (при нижчих концентраціях дрозоміцину). Точний механізм впливу на гриби ще належить з’ясувати.

У 2019 році Хансон з колегами створив першого мутанта дрозоміцину, виявивши, що дійсно мухи без дрозоміцину є сприйнятливішими до грибкової інфекції.

Примітки

1. Fehlbaum P, Bulet P, Michaut L, Lagueux M, Broekaert WF, Hetru C, Hoffmann JA (December 1994). Insect immunity. Septic injury of Drosophila induces the synthesis of a potent antifungal peptide with sequence homology to plant antifungal peptides. The Journal of Biological Chemistry. 269 (52): 33159—63. doi:10.1016/S0021-9258(20)30111-3. PMID 7806546.
2. Lemaitre B, Nicolas E, Michaut L, Reichhart JM, Hoffmann JA (September 1996). The dorsoventral regulatory gene cassette spätzle/Toll/cactus controls the potent antifungal response in Drosophila adults. Cell. 86 (6): 973—83. doi:10.1016/S0092-8674(00)80172-5. PMID 8808632.
3. Zhang ZT, Zhu SY (October 2009). Drosomycin, an essential component of antifungal defence in Drosophila. Insect Molecular Biology. 18 (5): 549—56. doi:10.1111/j.1365-2583.2009.00907.x. PMID 19754735.
4. Kylsten P, Samakovlis C, Hultmark D (January 1990). The cecropin locus in Drosophila; a compact gene cluster involved in the response to infection. The EMBO Journal. 9 (1): 217—24. doi:10.1002/j.1460-2075.1990.tb08098.x. PMC 551649. PMID 2104802.
5. Tryselius Y, Samakovlis C, Kimbrell DA, Hultmark D (February 1992). CecC, a cecropin gene expressed during metamorphosis in Drosophila pupae. European Journal of Biochemistry. 204 (1): 395—9. doi:10.1111/j.1432-1033.1992.tb16648.x. PMID 1740152.
6. Wicker C, Reichhart JM, Hoffmann D, Hultmark D, Samakovlis C, Hoffmann JA (December 1990). Insect immunity. Characterization of a Drosophila cDNA encoding a novel member of the diptericin family of immune peptides. The Journal of Biological Chemistry. 265 (36): 22493—8. doi:10.1016/S0021-9258(18)45732-8. PMID 2125051.
7. Bulet P, Dimarcq JL, Hetru C, Lagueux M, Charlet M, Hegy G, Van Dorsselaer A, Hoffmann JA (July 1993). A novel inducible antibacterial peptide of Drosophila carries an O-glycosylated substitution. The Journal of Biological Chemistry. 268 (20): 14893—7. doi:10.1016/S0021-9258(18)82417-6. PMID 8325867. {{}}: Недійсний |displayauthors=6 ()
8. Levashina EA, Ohresser S, Bulet P, Reichhart JM, Hetru C, Hoffmann JA (October 1995). Metchnikowin, a novel immune-inducible proline-rich peptide from Drosophila with antibacterial and antifungal properties. European Journal of Biochemistry. 233 (2): 694—700. doi:10.1111/j.1432-1033.1995.694_2.x. PMID 7588819.
9. Asling B, Dushay MS, Hultmark D (April 1995). Identification of early genes in the Drosophila immune response by PCR-based differential display: the Attacin A gene and the evolution of attacin-like proteins. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 25 (4): 511—8. doi:10.1016/0965-1748(94)00091-C. PMID 7742836.
10. Ferrandon D, Jung AC, Criqui M, Lemaitre B, Uttenweiler-Joseph S, Michaut L, Reichhart J, Hoffmann JA (August 1998). A drosomycin-GFP reporter transgene reveals a local immune response in Drosophila that is not dependent on the Toll pathway. The EMBO Journal. 17 (5): 1217—27. doi:10.1093/emboj/17.5.1217. PMC 1170470. PMID 9482719. {{}}: Недійсний |displayauthors=6 ()
11. Michaut L, Fehlbaum P, Moniatte M, Van Dorsselaer A, Reichhart JM, Bulet P (October 1996). Determination of the disulfide array of the first inducible antifungal peptide from insects: drosomycin from Drosophila melanogaster. FEBS Letters. 395 (1): 6—10. doi:10.1016/0014-5793(96)00992-1. PMID 8849679.
12. Uttenweiler-Joseph S, Moniatte M, Lagueux M, Van Dorsselaer A, Hoffmann JA, Bulet P (September 1998). Differential display of peptides induced during the immune response of Drosophila: a matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry study. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (19): 11342—7. doi:10.1073/pnas.95.19.11342. PMC 21644. PMID 9736738.
13. Fant F, Vranken W, Broekaert W, Borremans F (May 1998). Determination of the three-dimensional solution structure of Raphanus sativus antifungal protein 1 by 1H NMR. Journal of Molecular Biology. 279 (1): 257—70. doi:10.1006/jmbi.1998.1767. PMID 9636715.
14. Cohen L, Moran Y, Sharon A, Segal D, Gordon D, Gurevitz M (August 2009). Drosomycin, an innate immunity peptide of Drosophila melanogaster, interacts with the fly voltage-gated sodium channel. The Journal of Biological Chemistry. 284 (35): 23558—63. doi:10.1074/jbc.M109.023358. PMC 2749130. PMID 19574227.
15. Landon C, Sodano P, Hetru C, Hoffmann J, Ptak M (September 1997). Solution structure of drosomycin, the first inducible antifungal protein from insects. Protein Science. 6 (9): 1878—84. doi:10.1002/pro.5560060908. PMC 2143780. PMID 9300487.
16. Drs Drosomycin [Drosophila melanogaster (fruit fly)] – Gene – NCBI. www.ncbi.nlm.nih.gov. Процитовано 4 січня 2017.
17. Jiggins FM, Kim KW (December 2005). The evolution of antifungal peptides in Drosophila. Genetics. 171 (4): 1847—59. doi:10.1534/genetics.105.045435. PMC 1456132. PMID 16157672.
18. Gao B, Zhu S (August 2016). The drosomycin multigene family: three-disulfide variants from Drosophila takahashii possess antibacterial activity. Scientific Reports. 6: 32175. Bibcode:2016NatSR...632175G. doi:10.1038/srep32175. PMC 4999892. PMID 27562645.
19. Bulet P, Hetru C, Dimarcq JL, Hoffmann D (1 червня 1999). Antimicrobial peptides in insects; structure and function. Developmental and Comparative Immunology. 23 (4–5): 329—44. doi:10.1016/S0145-305X(99)00015-4. PMID 10426426.
20. Hanson MA, Dostálová A, Ceroni C, Poidevin M, Kondo S, Lemaitre B (February 2019). Synergy and remarkable specificity of antimicrobial peptides in vivo using a systematic knockout approach. eLife. 8. doi:10.7554/eLife.44341. PMC 6398976. PMID 30803481.{{}}: Обслуговування CS1: Сторінки із непозначеним DOI з безкоштовним доступом ()