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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 la infección mediante la vía de señalización de Toll , [2] mientras que la expresión en los 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] drosomicina , [7] metchnikowina [8] y atacina , [9] sirve como primera línea defensa ante una lesión séptica. Sin embargo, la drosomicina también se expresa constitutivamente en menor medida en diferentes tejidos y durante todo 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. Gracias 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 con cisteína de la drosomicina también se encuentra en la defensina de Drosophila y en 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 sobre la excitación nerviosa. [15]

Familia multigénica de drosomicina

A nivel de nucleótidos, la drosomicina es un gen de 387 pb de largo ( Drs ) que se encuentra en el elemento 3L de Muller , [16] muy cerca de otros seis genes similares a la drosomicina (Drsl). Estas diversas drosomicinas se denominan familia multigénica de drosomicina. Sin embargo, sólo la drosomicina en sí misma es parte de la respuesta inmune sistémica, mientras que los otros genes están regulados 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 drosomicina en total.

Función

Parece que la drosomicina tiene 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 retrasar el crecimiento de las hifas, lo que conduce a la ramificación de las hifas. a concentraciones más bajas de drosomicina). [19] El mecanismo exacto de función de 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 a los insectos. La lesión séptica de Drosophila induce la síntesis de un potente péptido antifúngico con homología de secuencia con los péptidos antifúngicos de las plantas". La Revista de Química Biológica . 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". Celúla . 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". Biología molecular de insectos . 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 de genes compacto involucrado en la respuesta a la infección". La Revista EMBO . 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 a los insectos. Caracterización de un ADNc de Drosophila que codifica un nuevo miembro de la familia de péptidos inmunes de la diptericina". La Revista de Química Biológica . 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". La Revista de Química Biológica . 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 rico en prolina inmunoinducible 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". Bioquímica de insectos y biología molecular . 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 informador de drosomicina-GFP revela una respuesta inmune local en Drosophila que no depende de la vía de Toll". La Revista EMBO . 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". Cartas FEBS . 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). "Visualización diferencial de péptidos inducidos durante la respuesta inmune de Drosophila: un estudio de espectrometría de masas de tiempo de vuelo de ionización por desorción láser asistida por matriz". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (19): 11342–7. Código bibliográfico : 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 1H RMN". 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 drosomicina, la primera proteína antifúngica inducible de insectos". Ciencia de las proteínas . 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). "La drosomicina, un péptido de inmunidad innata de Drosophila melanogaster, interactúa con el canal de sodio dependiente de voltaje de la mosca". La Revista de Química Biológica . 284 (35): 23558–63. doi : 10.1074/jbc.M109.023358 . PMC 2749130 . PMID  19574227. 
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  17. ^ Jiggins FM, Kim KW (diciembre de 2005). "La evolución de péptidos antifúngicos en Drosophila". Genética . 171 (4): 1847–59. doi :10.1534/genética.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". Informes científicos . 6 : 32175. Código Bib : 2016NatSR...632175G. doi :10.1038/srep32175. PMC 4999892 . PMID  27562645. 
  19. ^ Bulet P, Hetru C, Dimarcq JL, Hoffmann D (1 de junio de 1999). "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 péptidos antimicrobianos in vivo utilizando un enfoque de eliminación sistemático". eVida . 8 . doi : 10.7554/eLife.44341 . PMC 6398976 . PMID  30803481.