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Drosomicina

La drosomicina es un péptido antifúngico de Drosophila melanogaster y fue el primer péptido antifúngico aislado de insectos . [1] La drosomicina es inducida por infección por la vía de señalización Toll , [2] mientras que la expresión en epitelios superficiales como el tracto respiratorio está controlada por la vía de inmunodeficiencia (Imd). [3] Esto significa que la drosomicina, junto con otros péptidos antimicrobianos (AMP) como cecropinas , [4] [5] diptericina , [6] drosocina , [7] metchnikowin [8] y attacina , [9] sirve como defensa de primera línea ante una lesión séptica. Sin embargo, la drosomicina también se expresa de forma constitutiva en menor medida en diferentes tejidos y durante el desarrollo. [10]

Estructura

La drosomicina es un péptido similar a la defensina de 44 residuos que contiene cuatro puentes disulfuro. Estos puentes estabilizan una estructura que involucra una hélice α y tres láminas β. Debido a estos cuatro puentes disulfuro, la drosomicina es resistente a la degradación y a la acción de las proteasas. [1] [11] [12] El motivo αβ estabilizado por cisteína de la drosomicina también se encuentra en la defensina de Drosophila y algunas defensinas de plantas . La drosomicina tiene una mayor similitud de secuencia con estas defensinas de plantas (hasta un 40 %) que con otras defensinas de insectos. [13] La estructura fue descubierta en 1997 por Landon y sus colegas [14] El motivo αβ de la drosomicina también se encuentra en una neurotoxina de escorpión, y la drosomicina potencia la acción de esta neurotoxina en la excitación nerviosa. [15]

Familia multigénica de la drosomicina

A nivel de nucleótidos, la drosomicina es un gen de 387 pb de longitud ( Drs ) que se encuentra en el elemento Muller 3L, [16] muy cerca de otros seis genes similares a la drosomicina (Drsl). Estas diversas drosomicinas se conocen como la familia multigénica de la drosomicina. Sin embargo, solo la drosomicina en sí es parte de la respuesta inmunitaria sistémica, mientras que los otros genes se regulan de diferentes maneras. La actividad antimicrobiana de estos diversos péptidos similares a la drosomicina también difiere. [17] En 2015, Gao y Zhu [18] descubrieron que en algunas especies de Drosophila ( D. takahashii ) algunos de estos genes se han duplicado y esta Drosophila tiene 11 genes en la familia multigénica de la drosomicina en total.

Función

Parece que la drosomicina tiene alrededor de tres funciones principales en los hongos: la primera es la lisis parcial de las hifas , la segunda es la inhibición de la germinación de las esporas (en concentraciones más altas de drosomicina) y la última es el retraso del crecimiento de las hifas, lo que conduce a la ramificación de las hifas (en concentraciones más bajas de drosomicina). [19] El mecanismo exacto de la función en los hongos aún debe aclararse. En 2019, Hanson y sus colegas [20] generaron el primer mutante de drosomicina y descubrieron que, de hecho, las moscas que carecían de drosomicina eran más susceptibles a la infección por hongos.

Referencias

  1. ^ ab Fehlbaum P, Bulet P, Michaut L, Lagueux M, Broekaert WF, Hetru C, Hoffmann JA (diciembre de 1994). "Inmunidad frente a insectos. La lesión séptica de Drosophila induce la síntesis de un potente péptido antifúngico con homología de secuencia con péptidos antifúngicos de plantas". 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 (septiembre de 1996). "El casete del gen regulador dorsoventral spätzle/Toll/cactus controla la potente respuesta antifúngica en adultos de Drosophila". Cell . 86 (6): 973–83. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80172-5 . PMID  8808632. S2CID  10736743.
  3. ^ Zhang ZT, Zhu SY (octubre de 2009). "Drosomicina, un componente esencial de la defensa antifúngica en 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 (enero de 1990). "El locus de cecropina en Drosophila; un grupo compacto de genes involucrado en la respuesta a la infección". 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 (febrero de 1992). "CecC, un gen de cecropina expresado durante la metamorfosis en pupas de Drosophila". Revista Europea de Bioquímica . 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 (diciembre de 1990). "Inmunidad de insectos. Caracterización de un ADNc de Drosophila que codifica un nuevo miembro de la familia de péptidos inmunes de la diptericina". 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, et al. (julio de 1993). "Un nuevo péptido antibacteriano inducible de Drosophila lleva una sustitución O-glicosilada". The Journal of Biological Chemistry . 268 (20): 14893–7. doi : 10.1016/S0021-9258(18)82417-6 . PMID  8325867.
  8. ^ Levashina EA, Ohresser S, Bulet P, Reichhart JM, Hetru C, Hoffmann JA (octubre de 1995). "Metchnikowin, un nuevo péptido inmunoinducible rico en prolina de Drosophila con propiedades antibacterianas y antifúngicas". Revista Europea de Bioquímica . 233 (2): 694–700. doi : 10.1111/j.1432-1033.1995.694_2.x . PMID  7588819.
  9. ^ Asling B, Dushay MS, Hultmark D (abril de 1995). "Identificación de genes tempranos en la respuesta inmune de Drosophila mediante visualización diferencial basada en PCR: el gen Attacin A y la evolución de proteínas similares a la attacina". 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, et al. (agosto de 1998). "Un transgén reportero drosomicina-GFP revela una respuesta inmune local en Drosophila que no depende de la vía Toll". The EMBO Journal . 17 (5): 1217–27. doi :10.1093/emboj/17.5.1217. PMC 1170470 . PMID  9482719. 
  11. ^ Michaut L, Fehlbaum P, Moniatte M, Van Dorsselaer A, Reichhart JM, Bulet P (octubre de 1996). "Determinación de la matriz de disulfuro del primer péptido antifúngico inducible de insectos: drosomicina de 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 (septiembre de 1998). "Exhibición diferencial de péptidos inducidos durante la respuesta inmune de Drosophila: un estudio de espectrometría de masas de tiempo de vuelo con desorción e ionización láser asistida por matriz". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (19): 11342–7. Bibcode :1998PNAS...9511342U. doi : 10.1073/pnas.95.19.11342 . PMC 21644 . PMID  9736738. 
  13. ^ Fant F, Vranken W, Broekaert W, Borremans F (mayo de 1998). "Determinación de la estructura tridimensional de la solución de la proteína antifúngica 1 de Raphanus sativus mediante RMN 1H". Revista de biología molecular . 279 (1): 257–70. doi :10.1006/jmbi.1998.1767. PMID  9636715.
  14. ^ Landon C, Sodano P, Hetru C, Hoffmann J, Ptak M (septiembre de 1997). "Estructura de la solución de la drosomicina, la primera proteína antifúngica inducible de los insectos". Protein Science . 6 (9): 1878–84. doi :10.1002/pro.5560060908. PMC 2143780 . PMID  9300487. 
  15. ^ Cohen L, Moran Y, Sharon A, Segal D, Gordon D, Gurevitz M (agosto de 2009). "Drosomicina, un péptido de inmunidad innata de Drosophila melanogaster, interactúa con el canal de sodio dependiente de voltaje de la mosca". The Journal of Biological Chemistry . 284 (35): 23558–63. doi : 10.1074/jbc.M109.023358 . PMC 2749130 . PMID  19574227. 
  16. ^ "Drs Drosomycin [Drosophila melanogaster (mosca de la fruta)] – Gene – NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de enero de 2017 .
  17. ^ Jiggins FM, Kim KW (diciembre de 2005). "La evolución de los péptidos antifúngicos en Drosophila". Genética . 171 (4): 1847–59. doi :10.1534/genetics.105.045435. PMC 1456132 . PMID  16157672. 
  18. ^ Gao B, Zhu S (agosto de 2016). "La familia multigénica de la drosomicina: las variantes de tres disulfuros de Drosophila takahashii poseen actividad antibacteriana". Scientific Reports . 6 : 32175. Bibcode :2016NatSR...632175G. doi :10.1038/srep32175. PMC 4999892 . PMID  27562645. 
  19. ^ Bulet P, Hetru C, Dimarcq JL, Hoffmann D (1999-06-01). "Péptidos antimicrobianos en insectos; estructura y función". Inmunología comparada y del desarrollo . 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 (febrero de 2019). "Sinergia y notable especificidad de los péptidos antimicrobianos in vivo utilizando un enfoque sistemático de knockout". eLife . 8 . doi : 10.7554/eLife.44341 . PMC 6398976 . PMID  30803481.