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theta defensina

Las theta-defensinas ( θ-defensinas , retrociclinas o demidefensinas ) son una familia de péptidos antimicrobianos de mamíferos . [1] Se encuentran en primates no humanos del ' Viejo Mundo ' , pero no en humanos , gorilas , bonobos y chimpancés . [2] [3]

Estructura

Estructura de la retrociclina-2 θ-defensina humana

Las θ-defensinas son péptidos cíclicos de 18 aminoácidos (~2 kDa ) que poseen actividad antimicrobiana contra una variedad de bacterias Gram positivas y Gram negativas , hongos y algunos retrovirus . [4] [5] [6] [7] Consisten en un par de láminas β antiparalelas unidas por tres enlaces disulfuro dispuestos como una escalera a lo largo de las láminas para formar una estructura extremadamente estable . Además, los péptidos pueden autoasociarse formando trímeros. [8]

Biosíntesis

En el macaco rhesus ( Macaca mulatta ) y el babuino oliva ( Papio anubis ), las θ-defensinas se producen a partir de proteínas precursoras con 76 aminoácidos cada una. De cada precursor se deriva un único péptido de nueve aminoácidos . Dos de estos nueve péptidos de aminoácidos se unen para formar la defensina circular de 18 aminoácidos. [4] [5] [6] [7] Dado que hay dos genes precursores (rhesus theta defensina RTD-1 y RTD-2), pueden formar 3 θ-defensinas maduras diferentes: el homodímero de RTD-1 procesado, El homodímero del RTD-2 procesado o del heterodímero compuesto por ambos precursores. La forma heterodimérica es la más abundante.

En el babuino olivo se han aislado cuatro genes precursores de la θ-defensina: BTD-a, BTD-b, BTD-c y BTD-d, que codifican las subunidades A, B, C y D. Teóricamente, estas cuatro subunidades podrían combinarse para producir 10 defensinas procesadas diferentes. Sin embargo, solo se han observado cinco: que consisten en las subunidades A+A, A+B, A+C, A+D y B+B (denominadas BTD-3, BTD-1, BTD-4, BTD7 y BTD- 2 respectivamente). [7] Finalmente, los genomas de orangután codifican 4 genes precursores de θ-defensina y los genomas de gibón codifican 2.

Actividad

Se ha informado de actividad antimicrobiana contra bacterias , hongos , virus envueltos y protozoos . La actividad antimicrobiana generalmente se produce mediante la unión y la alteración de la membrana celular. La actividad antiviral parece derivar de su unión al componente azúcar de las glicoproteínas y del bloqueo de la entrada de virus a la célula. [9]

Evolución

Génesis

Las θ-defensinas son miembros extremadamente divergentes de la superfamilia de proteínas defensinas que incluye alfa , beta y grandes defensinas . Las θ-defensinas parecen haber evolucionado a partir de genes de α-defensinas hace unos 40 millones de años en los monos del Viejo Mundo. En comparación con sus ancestros de la α-defensina, los genes de la θ-defensina están truncados en dos mitades. [3]

Inactivación

Aunque los monos del Nuevo Mundo y los grandes simios no producen proteínas θ-defensina, sus genomas codifican genes de θ-defensina que se transcriben a ARNm pero no se traducen debido a un codón de parada prematuro. [10] Cuando la defensina madura que se expresaría se sintetiza químicamente en un laboratorio, muestra actividad antimicrobiana (incluido el antiretrovirus , lo que lleva al nombre "retrociclina"). [11] Se desconoce si esta pseudogenización dio una ventaja selectiva o se debió a la deriva genética . La actividad anti-VIH de las retrociclinas se ha mejorado aún más mediante esfuerzos de ingeniería de proteínas con el objetivo de generar un tratamiento viable.

Ver también

Referencias

  1. ^ Conibear AC, Craik DJ (26 de septiembre de 2014). "La química y biología de las theta defensinas". Angewandte Chemie Edición Internacional en inglés . 53 (40): 10612–23. doi :10.1002/anie.201402167. PMC  7159640 . PMID  25079086.
  2. ^ Cole AM, Wang W, Waring AJ, Lehrer RI (octubre de 2004). "Retrociclinas: utilizando el pasado como prólogo". actual. Pépt. de proteínas. Ciencia . 5 (5): 373–81. doi :10.2174/1389203043379657. PMID  15544532.
  3. ^ ab Li D, Zhang L, Yin H, Xu H, Satkoski Trask J, Smith DG, Li Y, Yang M, Zhu Q (junio de 2014). "Evolución de las defensinas α y θ de primates revelada por análisis de genomas". Informes de biología molecular . 41 (6): 3859–66. doi :10.1007/s11033-014-3253-z. PMID  24557891. S2CID  14936647.
  4. ^ ab Tang YQ, Yuan J, Osapay G, Osapay K, Tran D, Miller CJ, Ouellette AJ, Selsted ME (octubre de 1999). "Un péptido antimicrobiano cíclico producido en leucocitos de primates mediante la ligadura de dos alfa-defensinas truncadas". Ciencia . 286 (5439): 498–502. doi : 10.1126/ciencia.286.5439.498. PMID  10521339.
  5. ^ ab Leonova L, Kokryakov VN, Aleshina G, Hong T, Nguyen T, Zhao C, Waring AJ, Lehrer RI (septiembre de 2001). "Minidefensinas circulares y generación postraduccional de diversidad molecular". J. Leukoc. Biol . 70 (3): 461–4. doi :10.1189/jlb.70.3.461. PMID  11527997. S2CID  19334630.
  6. ^ ab Tran D, Tran PA, Tang YQ, Yuan J, Cole T, Selsted ME (febrero de 2002). "θ-defensinas homodiméricas de leucocitos de macaco rhesus: aislamiento, síntesis, actividades antimicrobianas y propiedades de unión bacteriana de los péptidos cíclicos". J. Biol. química . 277 (5): 3079–3084. doi : 10.1074/jbc.M109117200 . PMID  11675394.
  7. ^ abc García AE, Osapay G, Tran PA, Yuan J, Selsted ME (diciembre de 2008). "Aislamiento, síntesis y actividades antimicrobianas de isoformas de θ-defensina naturales de leucocitos de babuino". Infectar. Inmune . 76 (12): 5883–5891. doi :10.1128/IAI.01100-08. PMC 2583559 . PMID  18852242. 
  8. ^ Daly NL, Chen YK, Rosengren KJ, Marx UC, Phillips ML, Waring AJ, Wang W, Lehrer RI, Craik DJ (4 de septiembre de 2007). "Retrociclina-2: análisis estructural de una potente theta-defensina anti-VIH". Bioquímica . 46 (35): 9920–8. doi :10.1021/bi700720e. PMID  17685559.
  9. ^ Cascales L, Craik DJ (21 de noviembre de 2010). "Proteínas circulares naturales: distribución, biosíntesis y evolución". Química Orgánica y Biomolecular . 8 (22): 5035–47. doi :10.1039/c0ob00139b. PMID  20835453.
  10. ^ Venkataraman N, Cole AL, Ruchala P, Waring AJ, Lehrer RI, Stuchlik O, Pohl J, Cole AM ​​(28 de abril de 2009). "Redespertar las retrociclinas: defensinas humanas ancestrales activas contra el VIH-1". Más biología . 7 (4): e95. doi : 10.1371/journal.pbio.1000095 . PMC 2672613 . PMID  19402752. 
  11. ^ Cole AM, Hong T, Boo LM, Nguyen T, Zhao C, Bristol G, Zack JA, Waring AJ, Yang OO, Lehrer RI (19 de febrero de 2002). "Retrociclina: un péptido de primates que protege a las células de la infección por cepas T y M trópicas del VIH-1". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (4): 1813–8. Código bibliográfico : 2002PNAS...99.1813C. doi : 10.1073/pnas.052706399 . PMC 122276 . PMID  11854483.