VZAIMODEYSTVIE ANTIMIKROBNYKh PEPTIDOV S BELKOM KOMPLEMENTA C1Q

Abstract



Антимикробные пептиды (АМП) - это гетерогенная группа видоспецифичных, низкомолекулярных протеинов, обладающих широким спектром антибиотической активности в отношении различных микроорганизмов. В настоящее время известно, что функции этих соединений не ограничиваются лишь антимикробным действием. В низких концентрациях АМП являются биологически активными молекулами, которые способны проявлять иммуномодулирующие свойства. В частности, АМП могут взаимодействовать с важнейшим гуморальным компонентом врожденного иммунитета - с системой комплемента. Система комплемента представляет собой сеть, состоящую из более чем 30 индивидуальных плазменных и мембран-ассоциированных белков, формирующих и регулирующих каскад превращений, которые осуществляются за счет ограниченного протеолиза эндогенными сериновыми протеиназами. Результатом работы каскада комплемента являются: опсонизация патогена с последующей его элиминацией фагоцитами, привлечение макрофагов за счет освобождения анафилатоксинов (C5a, С3а) в очаге реакции и клеточный лизис после формирования мембран-атакующего комплекса (МАК). Длительная коэволюция и колокализация АМП и комплемента позволяют предположить существование взаимосвязи и тесного взаимодействия между различными компонентами этих систем, что может играть решающую роль в процессе регуляции иммунного ответа со стороны системы комплемента. В литературе имеются лишь разрозненные и противоречивые сведения о влиянии отдельных АМП на активацию комплемента. В частности, есть данные о связывании АМП с молекулами в составе комплекса C1, ключевого компонента комплемента для запуска по классическому пути, состоящего из рецепторного белка C1q и связанных с ним 4 молекул сериновых протеиназ: по 2 молекулы C1r и C1s. Известны работы, в которых исследовали взаимодействие а-дефенсинов человека с dq с ингибированием комплемента [1] и, напротив, с активацией по классическому пути [2]. dq способен связываться и с ß-дефен-синами-1 и -2 человека, ингибируя комплемент по классическому пути, но не инактивируя альтернативный путь [3]. Было показано, что кателицидин протегрин-1 (PG-1) из лейкоцитов свиньи Sus scrofa domesticus связывается с комплексом C1 главным образом через комплекс про-теиназ и ингибитора C1inh-C1r-C1s, но не через dq [4]. При этом не изучалась способность dq связываться с PG-1. Было обнаружено, что пептид тахиплезин из гемоцитов мечехвоста Tachypleus trindentatus напрямую взаимодействует с C1q, стимулируя активацию ком племента на поверхности клеток карциномы простаты человека линии TSU [5]. В нашей работе мы проводили изучение взаимодействия антимикробных пептидов ареницина-1 (Ar-1) из целомо-цитов пескожила Arenicola marina [6] и вышеупомянутого кателицидина свиньи PG-1 [7] с молекулой dq. С помощью конъюгата dq с пероксидазой хрена и иммуноферментного анализа нам удалось выявить комплексы Ar-1 и PG-1 с белком комплемента C1q, которые были стабильны и в условиях высокой ионной силы (0,5 M NaCl). Способность Ar-1 взаимодействовать с dq сравнима с таковой PG-1. Данные пептиды имеют сходную трехмерную организацию: и Ar-1, и PG-1 образуют антипараллельные ß-шпильки, стабилизированные дисульфидными связями. Возможно, подобная структура важна для взаимодействия этих пептидов с белком C1q, поскольку она по своей трехмерной организации сходна с участками CUB-доменов сериновых протеиназ C1r и C1s, связывающихся c коллаген-подобными доменами молекулы dq. Пептиды, обладающие структурой ß -шпильки, могут конкурировать с протеиназами за участки связывания с dq, таким образом ингибируя активацию комплемента по классическому пути. Влияние Ar-1 на активацию комплемента оценивали с помощью антитело-зависимого гемолиза эритроцитов барана. Источником комплемента в данном случае служила 5%-я пулированная сыворотка крови здоровых доноров. Обнаружили, что Ar-1 в концентрации 20 мкг/мл полностью подавлял активацию комплемента, а в концентрации 7 мкг/мл подавлял активацию частично. К сожалению, оценить влияние PG-1 на активацию комплемента не удалось из-за чрезвычайно высокой гемолитической активности этого пептида даже в присутствии 5%-й сыворотки. Мы предполагаем, что Ar-1 может быть использован в качестве регулятора системы комплемента. Существует множество патологических состояний, связанных либо с гипо-, либо с гиперактивацией каскада комплемента, и важно продолжать изучение этого феномена с перспективой создания препарата для лечения последствий дис-регуляции системы комплемента.

E S Umnyakova

Email: umka-biolog@mail.ru

T S Leonova

M N Berlov

V N Kokryakov

  1. Groeneveld T. W. L. et al. Human neutrophil peptide-1 inhibits both the classical and the lectin pathway of complement activation // Mol. Immunol.- 2007.- Vol. 44. P. 3608-3614.
  2. Prohdszka Z. et al. Defensins purified from human granulocytes bind c1q and activate the classical complement pathway like the transmembrane glycoprotein gp41 of HIV- 1. // Mol. Immunol.- 1997.- Vol. 34.- P. 809-816.
  3. Bhat S., Song Y.-H., Lawyer C., Milner S. M. Modulation of the complement system by human beta-defensin 2. // J. Burns Wounds.- 2007.- Vol. 5.- e10.
  4. Identification of defensin binding to C1 complement / Panyutich A. V, Szold O., Poon P. H., Tseng Y., Ganz T // FEBS Lett.- 1994.- Vol. 356.- P. 169-173.
  5. Tachyplesin activates the classic complement pathway to kill tumor cells tachyplesin activates the classic complement pathway to kill tumor cells / Chen J., Xu X., Underhill C. В., Yang S., Wang L. // Cancer Res.- 2005.- Vol. 65. P. 4614-4622.
  6. Purification and primary structure of two isoforms of arenicin, a novel antimicrobial peptide from marine polychaeta Arenicola marina / Ovchinnikova T. V., Aleshina G. M., Balandin S. V., Krasnosdembskaya A. D., Markelov M. L., Frolova E. I., Leonova Y. F., Tagaev A. A., Krasnodembsky E. G., Kokryakov V. N. // FEBS Lett.- 2004.- Vol. 577, (1-2).- P. 209-214.
  7. Protegrins: leukocyte antimicrobial peptides that combine features of corticostatic defensins and tachyplesins / Kokryakov V. N,. Harwig S. S., Panyutich E. A., Shevchenko A. A., Aleshina G. M., Shamova O. V., Korneva H. A., Lehrer R. I. // FEBS Lett.- 1993.- Vol. 327 (2).- P. 231-236.

Views

Abstract - 29

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2016 Umnyakova E.S., Leonova T.S., Berlov M.N., Kokryakov V.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies