Дефензин

Дефензины (англ. defensin, от англ. defense — защита) — катионные пептиды иммунной системы, активные в отношении бактерий, грибков и многих оболочечных и безоболочечных вирусов. Состоят из 18-45 аминокислот, в том числе 6-8 цистеиновых эволюционно консервативных остатков. Иммунные клетки используют дефензины для уничтожения бактерий, поглощённых при фагоцитозе. Обычно дефензины присоединяются к клеточной мембране микроба и углубляются в неё, формируя порообразные разрывы.

Мономер(a) и димер(b) человеческого дефензина HBD2.[1]

Дефензины млекопитающих по отличиям в структуре подразделяют на три группы: альфа-дефензины, бета-дефензины и тета-дефензины. [2]

  • Альфа-дефензины обнаруживаются в основном в нейтрофилах и клетках Панета.
  • Бета-дефензины обнаруживаются в лейкоцитах и эпителиальных клетках. HBD3 выявлен в лейкоцитах, сердечной и скелетных мышцах. HBD4 экспрессирован в некоторых эпителиальных клетках и нейтрофилах.
  • Тета-дефензины не обнаруживаются у человека. Пока что известно о наличии тета-дефензинов в организмах некоторых видов приматов, таких как макака-резус[3] и павиан анубис.[4][5]

Человеческий геном содержит шесть генов тета-дефензинов (DEFT),[6] однако стоп-кодон, расположенный слишком близко к началу сигнальной последовательности, мешает их экспрессии. При искусственном «исправлении» этих псевдогенов, удалось произвести соответствующие пептиды,[7] которые были названы ретроциклинами. Было показано, что ретроциклины способны противостоять ВИЧ,[8][9] Herpes simplex virus,[10] Influenca A, и, возможно, другим вирусам, препятствуя их прониканию в клетку. Шесть «молчащих» генов тета-дефензинов обнаруживаются и у мартышковых. Предположительно, предки современного человека потеряли способность производить тета-дефензины после расхождения их линии с орангутаном, и это могло сделать человека более восприимчивым к ВИЧ.[6]

Патологии

Дисбаланс дефензинов в клетках кожи может играть роль в появлении прыщей.[11]

Снижение числа дефензинов в подвздошной кишке может предрасполагать к развитию болезни Крона.[12][13]

В одном небольшом исследовании было отмечено значительное повышение концентрации альфа-дефензинов в Т-лимфоцитах больных шизофренией; некоторое повышение имелось и у здоровых близнецов в дискордантных парах. Авторы предполагают, что уровни альфа-дефензинов могут оказаться полезным маркером риска шизофрении.[14]

Перспективы применения в медицине

В настоящее время повсеместное распространение антибиотикорезистентности требует поиска и разработки новых противомикробных препаратов. С этой точки зрения дефензины (как и антимикробные пептиды в целом) представляют большой интерес. Было показано, что дефензины обладают выраженной антибактериальной активностью в отношении широкого спектра возбудителей [15]. Кроме того, дефензины позволяют усилить эффективность антибиотиков, уже используемых в медицинской практике [15].

Примечания
  1. Suresh A., Verma C. Modelling study of dimerization in mammalian defensins (неопр.) // BMC Bioinformatics. — 2006. — Т. 7 Suppl 5. — С. S17. — doi:10.1186/1471-2105-7-S5-S17. — PMID 17254301. (недоступная ссылка)
  2. Human defensins. Schneider JJ, Unholzer A, Schaller M, Schäfer-Korting M, Korting HC. J Mol Med. 2005 Aug;83(8):587-95. Epub 2005 Apr 9. Review. PMID 15821901
  3. Microbicidal properties and cytocidal selectivity of rhesus macaque theta defensins. Tran D, Tran P, Roberts K, Osapay G, Schaal J, Ouellette A, Selsted ME. Antimicrob Agents Chemother. 2008 Mar;52(3):944-53. Epub 2007 Dec 26. PMID 18160518
  4. Angie Eva Garcia and Michael Selsted Olive baboon theta-defensins FASEB J. 2008 22:673.11
  5. Isolation, synthesis, and antimicrobial activities of naturally occurring theta-defensin isoforms from baboon leukocytes. Garcia AE, Osapay G, Tran PA, Yuan J, Selsted ME. Infect Immun. 2008 Dec;76(12):5883-91. Epub 2008 Oct 13. PMID 18852242
  6. Evolution of primate theta-defensins: a serpentine path to a sweet tooth. Nguyen TX, Cole AM, Lehrer RI. Peptides. 2003 Nov;24(11):1647-54. PMID 15019196
  7. theta-Defensin pseudogenes in HIV-1-exposed, persistently seronegative female sex-workers from Thailand. Yang C, Boone L, Nguyen TX, Rudolph D, Limpakarnjanarat K, Mastro TD, Tappero J, Cole AM, Lal RB. Infect Genet Evol. 2005 Jan;5(1):11-5. PMID 15567134
  8. The theta-defensin, retrocyclin, inhibits HIV-1 entry. Münk C, Wei G, Yang OO, Waring AJ, Wang W, Hong T, Lehrer RI, Landau NR, Cole AM. AIDS Res Hum Retroviruses. 2003 Oct;19(10):875-81. PMID 14585219
  9. The retrocyclin analogue RC-101 prevents human immunodeficiency virus type 1 infection of a model human cervicovaginal tissue construct. Cole AL, Herasimtschuk A, Gupta P, Waring AJ, Lehrer RI, Cole AM. Immunology. 2007 May;121(1):140-5. Epub 2007 Jan 23. PMID 17250585
  10. Theta defensins protect cells from infection by herpes simplex virus by inhibiting viral adhesion and entry. Yasin B, Wang W, Pang M, Cheshenko N, Hong T, Waring AJ, Herold BC, Wagar EA, Lehrer RI. J Virol. 2004 May;78(10):5147-56. PMID 15113897
  11. Philpott M. Defensins and acne (неопр.) // Mol Immunol. — 2003. — Т. 40, № 7. — С. 457—462. — doi:10.1016/S0161-5890(03)00154-8. — PMID 14568392.
  12. Genomics & Genetics Weekly, «Researchers discover a possible cause of chronic inflammations of Crohn Disease.» August 11, 2006, page 72
  13. Wehkamp J et al. Reduced Paneth cell alpha-defensins in ileal Crohn's disease (англ.) // Proc Natl Acad Sci U S a : journal. — 2005. — Vol. 102, no. 50. — P. 18129—18134. — doi:10.1073/pnas.0505256102. — PMID 16330776.
  14. Craddock R.M., Huang J.T., Jackson E., et al. Increased alpha defensins as a blood marker for schizophrenia susceptibility (англ.) // Mol. Cell Proteomics : journal. — 2008. — March (vol. 7). — P. 1204. — doi:10.1074/mcp.M700459-MCP200. — PMID 18349140.. Краткое описание: Альфа-дефензины:Маркеры предрасположенности к шизофрении? (недоступная ссылка), блог neuroscience.ru
  15. Albert Bolatchiev. Antibacterial activity of human defensins against Staphylococcus aureus and Escherichia coli (англ.) // PeerJ. — 2020-11-25. — Vol. 8. — P. e10455. — ISSN 2167-8359. — doi:10.7717/peerj.10455.

Ссылки
  • Defensins
  • Wilson SS, Wiens ME, Holly MK, Smith JG. 2016. Defensins at the mucosal surface: latest insights into defensin-virus interactions. J Virol 90:5216–5218. doi:10.1128/JVI.00904-15.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.