La perivitelina-2 ( PV2 ) es una toxina formadora de poros presente en el líquido perivitelino de los huevos de los caracoles manzana Pomacea maculata (PmPV2) y Pomacea canaliculata (PcPV2). Esta proteína , llamada perivitelina , se acumula masivamente en los huevos (~20 % de proteína total ). Como toxina, la PV2 protege a los huevos de los depredadores, pero también nutre a los embriones de caracol en desarrollo. [1]
Estas proteínas de ~172 kDa son dímeros de toxinas AB , cada una compuesta por una proteína de unión a carbohidratos de la familia de las taquilectinas (módulo de focalización) unida por disulfuro a una proteína formadora de poros de la familia del complejo de ataque de membrana y perforina ( MACPF ) (unidad tóxica). [2] [3] Al igual que la mayoría de las otras perivitelinas estudiadas de los caracoles Pomacea , las PV2 son altamente estables en un amplio rango de valores de pH y resisten la digestión gastrointestinal, características asociadas con un sistema de defensa antinutricional que disuade la depredación al reducir el valor nutricional de los huevos. [2] [1] [4]
Como parte del líquido perivitelino , la perivitelina-2 constituye una fuente de nutrientes para el embrión en desarrollo, especialmente en las últimas etapas donde probablemente se utiliza como fuente endógena de energía y moléculas estructurales durante la transición a la vida libre. [5] Las PV2 también juegan un papel en un complejo sistema de defensa que protege a los embriones contra la depredación. [2] [6] [1]
Los PV2 tienen actividades tanto de lectina como de perforina , asociadas a las dos subunidades de sus estructuras particulares. [2] [3] Como lectina , los PV2 pueden aglutinar glóbulos rojos de conejo y unirse a la membrana plasmática de las células intestinales tanto in vitro como in vivo . [2] [1] [7] Como perforina , los PV2 pueden alterar las células intestinales alterando la conductancia de la membrana plasmática y formar poros grandes en bicapas lipídicas artificiales . [3] Un problema interesante con estas perivitelinas es que la combinación de dos proteínas inmunes ( lectina y perforina ) dio lugar a una nueva entidad tóxica, un excelente ejemplo de exaptación de proteínas . [2] [3] Esta estructura binaria incluye a los PV2 dentro de las " toxinas AB ", un grupo de toxinas descritas principalmente en bacterias y plantas . En las toxinas PV2 , la lectina se uniría a las membranas objetivo a través del reconocimiento de glicanos específicos , actuando como una subunidad de administración “B”, y luego la subunidad “A” formadora de poros interrumpiría las bicapas lipídicas formando poros grandes y provocando la muerte celular, constituyendo así una verdadera toxina formadora de poros . [3]
Las toxinas PV2 demostraron ser altamente tóxicas para los ratones cuando ingresan al torrente sanguíneo ( DL50 , 96 h 0,25 mg/kg, ip) y los que recibieron dosis subletales mostraron signos neurológicos que incluían debilidad y letargo, cabeza baja y posición agachada (ortopneico), ojos medio cerrados, taquipnea, pelo hirsuto, abducción extrema de las extremidades traseras, paresia y no fueron capaces de soportar su peso corporal ( tetrapléjico ), entre otros. [3] [6] Los análisis histopatológicos de los ratones afectados mostraron que las toxinas PV2 afectan el asta dorsal de la médula espinal , particularmente en la 2da y 3ra láminas de materia gris , donde altera el metabolismo del calcio y causa apoptosis neuronal . [6] Aparte de su neurotoxicidad, recientemente se ha demostrado que los PV2 también son enterotóxicos para los ratones cuando se ingieren, una función que nunca se había atribuido a las proteínas animales. [1] A nivel celular, PV2 es citotóxico para las células intestinales, en las que provoca cambios en la morfología de su superficie aumentando la rugosidad de la membrana. A nivel sistémico, la administración oral de PV2 induce grandes cambios morfológicos en la mucosa intestinal de ratones, reduciendo su superficie de absorción. Además, PV2 alcanza las placas de Peyer donde activa los folículos linfoides y desencadena la apoptosis . [1]
El análisis proteómico indica que las lectinas MACPF y Tachy se encuentran entre las proteínas más abundantes en los huevos de Pomacea, pero son proteínas menores en los géneros que ponen huevos debajo del agua. [9] [10] Según el registro fósil, hace unos 3 millones de años, cuando Pomacea se separó de Marisa y comenzó a poner huevos sobre el agua, estos dos genes fueron sometidos a una duplicación extensa y estas proteínas no relacionadas se combinaron mediante un enlace covalente que resultó en la dimerización en la toxina PV2 AB que adoptó nuevas funciones. Esta nueva estructura produjo una nueva toxina que no es digerible, es enterotóxica y neurotóxica. [3] [1]