Кателицидин - Cathelicidin
Антимикробные пептиды кателицидина (ЛАГЕРЬ) LL-37 и ОСЕНЬ-39 находятся полипептиды которые в основном хранятся в лизосомы из макрофаги и полиморфноядерные лейкоциты (PMN); у людей ЛАГЕРЬ ген кодирует предшественник пептида CAP-18, который расщепляется на активные формы LL-37 и FALL-39.[4][5]
Кателицидины играют важную роль во врожденной иммунной защите млекопитающих от инвазивной бактериальной инфекции.[6] Пептиды семейства кателицидинов классифицируются как антимикробные пептиды (AMP). Семейство AMP также включает дефенсины. В то время как дефенсины имеют общие структурные особенности, кателицидин-родственные пептиды очень гетерогенны.[6] Члены семейства антимикробных полипептидов кателицидинов характеризуются высококонсервативной областью (доменом кателина) и сильно вариабельным доменом пептида кателицидина.[6]
Пептиды кателицидина были выделены из многих различных видов млекопитающие. Кателицидины первоначально были обнаружены в нейтрофилы, но с тех пор были обнаружены во многих других клетках, включая эпителиальный клетки и макрофаги после активации бактериями, вирусами, грибами или гормоном 1,25-Д, который является гормонально активной формой Витамин Д.[7]
Механизм антимикробного действия
Общее правило механизма, запускающего действие кателицидина, как и других антимикробных пептидов, включает дезинтеграцию (повреждение и прокалывание) клеточных мембран организмов, в отношении которых пептид активен.[8] Кателицидин быстро разрушает липопротеиновые мембраны микробов, окруженных фагосомы после слияния с лизосомы в макрофаги.
Характеристики
Кателицидины имеют размер от 12 до 80 аминокислотных остатков и широкий диапазон структур.[9] Большинство кателицидинов представляют собой линейные пептиды с 23-37 аминокислотными остатками и складываются в амфипатические пептиды. α-спирали. Кроме того, кателицидины также могут быть молекулами небольшого размера (12-18 остатков) с бета-шпилечными структурами, стабилизированными одной или двумя дисульфидными связями. Также присутствуют еще более крупные пептиды кателицидина (39-80 аминокислотных остатков). Эти более крупные кателицидины демонстрируют повторяющиеся пролиновые мотивы формирование протяженных структур полипролинового типа.[6]
Семейство кателицидинов разделяет первичную гомологию последовательностей с цистатин[10] семейство ингибиторов цистеиновых протеиназ, хотя аминокислотные остатки, которые считаются важными для такого ингибирования протеаз, обычно отсутствуют.
Нечеловеческие ортологи
Пептиды кателицидина были обнаружены у людей, обезьян, мышей, крыс, кроликов, морских свинок, панд, свиней, крупного рогатого скота, лягушек, овец, коз, цыплят и лошадей.
В настоящее время идентифицированные пептиды кателицидина включают следующее:[6]
- Человек: hCAP-18 (расщепляется на LL-37 и FALL-39)
- Обезьяна-резус: RL-37
- Мыши: CRAMP-1/2, (антимикробный пептид, связанный с кателицидином)[11]
- Крысы: rCRAMP
- Кролики: CAP-18
- Морская свинка: CAP-11
- Свиньи: ПР-39, Профенин, ПМАП-23,36,37
- Крупный рогатый скот: BMAP-27,28,34 (миелоидные противомикробные пептиды крупного рогатого скота); Bac5, Bac7
- Лягушки: кателицидин-AL (содержится в Амолопс лолоенсис )[12]
- Куры: четыре кателицидина, фоулицидин 1,2,3 и кателицидин бета-1. [13]
- Тасманский дьявол: Saha-CATH5 [14]
- Лососевые: CATH1 и CATH2
Клиническое значение
Пациенты с розацеа имеют повышенные уровни кателицидина и повышенные уровни триптические ферменты рогового слоя (SCTE). Кателицидин расщепляется на антимикробный пептид. LL-37 обоими калликрейн 5 и калликрейн 7 сериновые протеазы. Предполагается, что чрезмерное производство LL-37 является причиной всех подтипов Розацеа.[15] В прошлом для лечения розацеа использовались антибиотики, но антибиотики могут работать только потому, что они ингибируют некоторые SCTE.[16]
Более высокие уровни в плазме антимикробного белка кателицидина человека (hCAP18 ) значительно снижают риск смерти от инфекции в диализ пациенты. Пациенты с высоким уровнем этого белка в 3,7 раза чаще выживали после диализа почек в течение года без смертельной инфекции.[17] Производство кателицидина повышается за счет Витамин Д.[18][19]
СААП-148 (а sсинтетический апротивомикробные и анитбиофильм пeptide) представляет собой модифицированную версию LL-37, которая обладает повышенной антимикробной активностью по сравнению с LL-37. В частности, SAAP-148 более эффективно убивал бактерии в физиологических условиях.[20]
Считается, что LL-37 играет роль в псориаз патогенез (наряду с другими антимикробными пептидами). При псориазе поврежден кератиноциты высвобождают LL-37, который образует комплексы с самогенетическим материалом (ДНК или РНК) из других клеток. Эти комплексы стимулируют дендритные клетки (тип антигенпрезентирующей клетки), которые затем высвобождают интерферон α и β, который способствует дифференцировке Т-клеток и продолжающемуся воспалению.[21] LL-37 также оказался распространенным аутоантигеном при псориазе; Т-клетки, специфичные для LL-37, были обнаружены в крови и коже у двух третей пациентов с псориазом средней и тяжелой степени.[21]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000164047 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ «Энтрез Ген: антимикробный пептид кателицидина CAMP».
- ^ Запись UniProt: P49913 Проверено 29 ноября 2019 г.
- ^ а б c d е Занетти М (январь 2004 г.). «Кателицидины, многофункциональные пептиды врожденного иммунитета». Журнал биологии лейкоцитов. 75 (1): 39–48. Дои:10.1189 / jlb.0403147. PMID 12960280. S2CID 14902156.
- ^ Лю П.Т., Стенгер С., Ли Х., Венцель Л., Тан Б.Х., Круцик С.Р., Очоа М.Т., Шаубер Дж., Ву К., Мейнкен С., Камен Д.Л., Вагнер М., Балс Р., Штайнмайер А., Цюгель Ю., Галло Р.Л., Айзенберг Д. , Хьюисон М., Холлис Б.В., Адамс Дж. С., Блум Б. Р., Модлин Р. Л. (март 2006 г.). «Запуск Toll-подобного рецептора опосредованного витамином D антимикробного ответа человека». Наука. 311 (5768): 1770–3. Bibcode:2006Научный ... 311.1770L. Дои:10.1126 / science.1123933. PMID 16497887. S2CID 52869005.
- ^ Костючук Е.М., Лисовский П., Ярчак Ю., Стшалковская Н., Ювик А., Горбаньчук Ю., Кшижевский Ю., Звежовский Л., Багницка Е. (декабрь 2012 г.). «Кателицидины: семейство антимикробных пептидов. Обзор». Отчеты по молекулярной биологии. 39 (12): 10957–70. Дои:10.1007 / s11033-012-1997-х. ЧВК 3487008. PMID 23065264.
- ^ Дженнаро Р., Занетти М. (2000). «Структурные особенности и биологическая активность антимикробных пептидов на основе кателицидина». Биополимеры. 55 (1): 31–49. Дои:10.1002 / 1097-0282 (2000) 55: 1 <31 :: AID-BIP40> 3.0.CO; 2-9. PMID 10931440.
- ^ Зайоу М., Низет В., Галло Р.Л. (май 2003 г.). «Антимикробные и протеазо-ингибирующие функции пропоследовательности человеческого кателицидина (hCAP18 / LL-37)». Журнал следственной дерматологии. 120 (5): 810–6. Дои:10.1046 / j.1523-1747.2003.12132.x. PMID 12713586.
- ^ Галло Р.Л., Ким К.Дж., Бернфилд М., Козак К.А., Занетти М., Мерлуцци Л., Дженнаро Р. (май 1997 г.). «Идентификация CRAMP, антимикробного пептида, связанного с кателином, экспрессируемого в эмбриональной и взрослой мыши». Журнал биологической химии. 272 (20): 13088–93. Дои:10.1074 / jbc.272.20.13088. PMID 9148921.
- ^ Хао Х, Ян Х, Вэй Л., Ян С., Чжу В., Ма Д., Ю Х, Лай Р. (август 2012 г.). «Кателицидин амфибий заполняет эволюционный пробел кателицидина у позвоночных». Аминокислоты. 43 (2): 677–85. Дои:10.1007 / s00726-011-1116-7. PMID 22009138. S2CID 2794908.
- ^ Achanta M, Sunkara LT, Dai G, Bommineni YR, Jiang W., Zhang G (май 2012 г.). «Тканевая экспрессия и регуляция развития антимикробных пептидов куриного кателицидина». Журнал зоотехники и биотехнологии. 3 (1): 15. Дои:10.1186/2049-1891-3-15. ЧВК 3436658. PMID 22958518.
- ^ Peel E, Cheng Y, Djordjevic JT, Fox S, Sorrell TC, Belov K (октябрь 2016 г.). "Кателицидины у тасманского дьявола (Sarcophilus harrisii)". Научные отчеты. 6: 35019. Bibcode:2016НатСР ... 635019П. Дои:10.1038 / srep35019. ЧВК 5057115. PMID 27725697.
- ^ Рейнхольц М., Ружичка Т., Шаубер Дж. (Май 2012 г.). «Кателицидин LL-37: антимикробный пептид, играющий роль в воспалительных заболеваниях кожи». Анналы дерматологии. 24 (2): 126–35. Дои:10.5021 / ad.2012.24.2.126. ЧВК 3346901. PMID 22577261.
- ^ Ямасаки К., Ди Нардо А., Бардан А., Мураками М., Отаке Т., Кода А., Доршнер Р. А., Боннар С., Декарг П., Овнанян А., Морхен В. Б., Галло Р. Л. (август 2007 г.). «Повышенная активность сериновой протеазы и кателицидина способствует воспалению кожи при розацеа». Природа Медицина. 13 (8): 975–80. Дои:10,1038 / нм 1616. PMID 17676051. S2CID 23470611.
- ^ Гомбарт А.Ф., Бхан И., Боррегаард Н., Тамез Х., Камарго, Калифорния, Кёффлер Х.П., Тадхани Р. (февраль 2009 г.). «Низкий уровень в плазме антимикробного пептида кателицидина (hCAP18) предсказывает повышение смертности от инфекционных заболеваний у пациентов, находящихся на гемодиализе». Клинические инфекционные болезни. 48 (4): 418–24. Дои:10.1086/596314. ЧВК 6944311. PMID 19133797.
- ^ Заслов М (январь 2002 г.). «Антимикробные пептиды многоклеточных организмов». Природа. 415 (6870): 389–95. Bibcode:2002Натурал.415..389Z. Дои:10.1038 / 415389a. PMID 11807545. S2CID 205028607.
- ^ Камен Д.Л., Тангприча В. (май 2010 г.). «Витамин D и молекулярное воздействие на иммунную систему: модуляция врожденного и аутоиммунного». Журнал молекулярной медицины. 88 (5): 441–50. Дои:10.1007 / s00109-010-0590-9. ЧВК 2861286. PMID 20119827.
- ^ Брейдж, Анна де; Риол, Мартин; Cordfunke, Robert A .; Маланович, Нермина; Бур, Леони де; Конинг, Роман I .; Равенсберген, Элизабет; Франкен, Марникс; Хейде, Тобиас ван дер (10.01.2018). «Антимикробный пептид SAAP-148 борется с устойчивыми к лекарствам бактериями и биопленками». Научная трансляционная медицина. 10 (423): eaan4044. Дои:10.1126 / scitranslmed.aan4044. ISSN 1946-6234. PMID 29321257.
- ^ а б Рендон, Адриана; Schäkel, Knut (23 марта 2019 г.). «Патогенез и лечение псориаза». Международный журнал молекулярных наук. 20 (6): 1475. Дои:10.3390 / ijms20061475. ЧВК 6471628. PMID 30909615.
дальнейшее чтение
- Dürr UH, Sudheendra US, Ramamoorthy A (сентябрь 2006 г.). «LL-37, единственный человеческий член семейства антимикробных пептидов кателицидина». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 1758 (9): 1408–25. Дои:10.1016 / j.bbamem.2006.03.030. PMID 16716248.
- Chromek M, Slamová Z, Bergman P, Kovács L, Podracká L, Ehrén I, Hökfelt T, Gudmundsson GH, Gallo RL, Agerberth B, Brauner A (июнь 2006 г.). «Антимикробный пептид кателицидин защищает мочевыводящие пути от инвазивной бактериальной инфекции». Природа Медицина. 12 (6): 636–41. Дои:10,1038 / нм 1407. PMID 16751768. S2CID 20704807.
- Гомбарт AF, Borregaard N, Koeffler HP (июль 2005 г.). «Ген антимикробного пептида кателицидина человека (САМР) является прямой мишенью рецептора витамина D и сильно регулируется в миелоидных клетках 1,25-дигидроксивитамином D3». Журнал FASEB. 19 (9): 1067–77. Дои:10.1096 / fj.04-3284com. PMID 15985530. S2CID 7563259.
- Лопес-Гарсия Б., Ли PH, Галло Р.Л. (май 2006 г.). «Экспрессия и потенциальная функция антимикробных пептидов кателицидина при дерматофитии и разноцветном лишае». Журнал антимикробной химиотерапии. 57 (5): 877–82. Дои:10.1093 / jac / dkl078. PMID 16556635.
- Лерер Р.И., Ганц Т. (январь 2002 г.). «Кателицидины: семейство эндогенных антимикробных пептидов». Текущее мнение в гематологии. 9 (1): 18–22. Дои:10.1097/00062752-200201000-00004. PMID 11753073. S2CID 23575052.
- Нийонсаба Ф., Хирата М., Огава Х., Нагаока I (сентябрь 2003 г.). «Антибактериальные пептиды, полученные из эпителиальных клеток, бета-дефенсины и кателицидин человека: многофункциональная активность на тучных клетках». Текущие целевые показатели по лекарствам. Воспаление и аллергия. 2 (3): 224–31. Дои:10.2174/1568010033484115. PMID 14561157.
- ван Ветеринг С., Тьябринга Г.С., Хиемстра П.С. (апрель 2005 г.). «Взаимодействие между антимикробными пептидами нейтрофилов и эпителиальными клетками дыхательных путей». Журнал биологии лейкоцитов. 77 (4): 444–50. Дои:10.1189 / jlb.0604367. PMID 15591123. S2CID 8261526.
- Agerberth B, Gunne H, Odeberg J, Kogner P, Boman HG, Gudmundsson GH (январь 1995 г.). «FALL-39, предполагаемый пептидный антибиотик человека, не содержит цистеина и экспрессируется в костном мозге и яичках». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 92 (1): 195–9. Bibcode:1995ПНАС ... 92..195А. Дои:10.1073 / пнас.92.1.195. ЧВК 42844. PMID 7529412.
- Cowland JB, Johnsen AH, Borregaard N (июль 1995 г.). «hCAP-18, кателин / пробактенецин-подобный белок гранул, специфичных для нейтрофилов человека». Письма FEBS. 368 (1): 173–6. Дои:10.1016 / 0014-5793 (95) 00634-Л. PMID 7615076. S2CID 3172761.
- Гудмундссон Г. Х., Магнуссон К. П., Чоудхари Б. П., Йоханссон М., Андерссон Л., Боман Х. Г. (июль 1995 г.). «Структура гена свиного пептидного антибиотика PR-39, члена семейства генов кателина: сравнительное картирование локуса пептидного антибиотика человека FALL-39». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 92 (15): 7085–9. Bibcode:1995PNAS ... 92.7085G. Дои:10.1073 / пнас.92.15.7085. ЧВК 41476. PMID 7624374.
- Ларрик Дж. В., Хирата М., Балинт Р. Ф., Ли Дж., Чжун Дж., Райт С. К. (апрель 1995 г.). «Человеческий CAP18: новый антимикробный липополисахарид-связывающий белок». Инфекция и иммунитет. 63 (4): 1291–7. Дои:10.1128 / IAI.63.4.1291-1297.1995. ЧВК 173149. PMID 7890387.
- Gudmundsson GH, Agerberth B, Odeberg J, Bergman T, Olsson B, Salcedo R (июнь 1996 г.). «Человеческий ген FALL39 и процессинг предшественника кателина антибактериального пептида LL-37 в гранулоцитах». Европейский журнал биохимии. 238 (2): 325–32. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1996.0325z.x. PMID 8681941.
- Ларрик Дж. У., Ли Дж., Ма С., Ли Х, Франк У, Райт С. К., Балинт РФ (ноябрь 1996 г.). «Структурный, функциональный анализ и локализация гена CAP18 человека». Письма FEBS. 398 (1): 74–80. Дои:10.1016 / S0014-5793 (96) 01199-4. PMID 8946956. S2CID 35329283.
- Frohm M, Agerberth B, Ahangari G, Stâhle-Bäckdahl M, Lidén S, Wigzell H, Gudmundsson GH (июнь 1997 г.). «Экспрессия гена, кодирующего антибактериальный пептид LL-37, индуцируется в кератиноцитах человека во время воспалительных заболеваний». Журнал биологической химии. 272 (24): 15258–63. Дои:10.1074 / jbc.272.24.15258. PMID 9182550.
- Балс Р., Ван Х, Заслофф М., Уилсон Дж. М. (август 1998 г.). «Пептидный антибиотик LL-37 / hCAP-18 экспрессируется в эпителии легкого человека, где он обладает широким антимикробным действием на поверхности дыхательных путей». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (16): 9541–6. Bibcode:1998PNAS ... 95.9541B. Дои:10.1073 / пнас.95.16.9541. ЧВК 21374. PMID 9689116.
- Чен К., Шмидт А.П., Андерсон Г.М., Ван Дж. М., Вутерс Дж., Оппенгейм Дж. Дж., Чертов О. (октябрь 2000 г.). «LL-37, кателицидин, полученный из гранул нейтрофилов и эпителиальных клеток, использует рецептор формилпептида, подобный рецептору 1 (FPRL1), в качестве рецептора для хемоаттракции нейтрофилов периферической крови человека, моноцитов и Т-клеток». Журнал экспериментальной медицины. 192 (7): 1069–74. Дои:10.1084 / jem.192.7.1069. ЧВК 2193321. PMID 11015447.
- Agerberth B, Charo J, Werr J, Olsson B., Idali F, Lindbom L, Kiessling R, Jörnvall H, Wigzell H, Gudmundsson GH (ноябрь 2000 г.). «Человеческие антимикробные и хемотаксические пептиды LL-37 и альфа-дефенсины экспрессируются конкретными популяциями лимфоцитов и моноцитов». Кровь. 96 (9): 3086–93. Дои:10.1182 / кровь.V96.9.3086. PMID 11049988.
- Bals R, Lang C, Weiner DJ, Vogelmeier C, Welsch U, Wilson JM (март 2001 г.). «Антимикробные пептиды слизистой оболочки макака-резуса (Macaca mulatta) являются близкими гомологами человеческих молекул». Клинико-диагностическая лаборатория иммунологии. 8 (2): 370–5. Дои:10.1128 / CDLI.8.2.370-375.2001. ЧВК 96065. PMID 11238224.
- Нагаока I, Хирота С., Нийонсаба Ф., Хирата М., Адачи Й., Тамура Х., Хойманн Д. (сентябрь 2001 г.). «Семейство кателицидинов антибактериальных пептидов CAP18 и CAP11 ингибирует экспрессию TNF-альфа, блокируя связывание LPS с клетками CD14 (+)». Журнал иммунологии. 167 (6): 3329–38. Дои:10.4049 / jimmunol.167.6.3329. PMID 11544322.
- Hase K, Eckmann L, Leopard JD, Varki N, Kagnoff MF (февраль 2002 г.). «Дифференцировка клеток является ключевым фактором экспрессии кателицидина LL-37 / человеческого катионного антимикробного белка 18 эпителием толстой кишки человека». Инфекция и иммунитет. 70 (2): 953–63. Дои:10.1128 / IAI.70.2.953-963.2002. ЧВК 127717. PMID 11796631.
- Джулиани А., Пирри Г., Николетто С. (2007). «Антимикробные пептиды: обзор перспективного класса терапевтических средств». Cent. Евро. J. Biol. 2 (1): 1–33. Дои:10.2478 / s11535-007-0010-5.
- Burton MF, Steel PG (декабрь 2009 г.). «Химия и биология ЛЛ-37». Отчеты о натуральных продуктах. 26 (12): 1572–84. Дои:10.1039 / b912533g. PMID 19936387.