ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АРЕНИЦИНА-1 С БЕЛКОМ КОМПЛЕМЕНТА C3B

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Система комплемента и антимикробные пептиды (АМП) являются важнейшими компонентами врожденного иммунитета. Ранее мы показали разнонаправленное влияние ареницина-1 (Ar-1), АМП из морской полихеты Arenicola marina, на активацию комплемента. В этой работе мы изучали связывание Ar-1 с белком C3b, фрагментом центрального компонента комплемента C3, с помощью поверхностного плазмонного резонанса. Мы также провели моделирование взаимодействия фрагмента C3b - C3c - и пептида Ar-1 с помощью методов молекулярного докинга и молекулярной динамики. Все эти данные дают возможность предположить, что влияние Ar-1 на активацию комплемента может быть реализовано через взаимодействие с C3b, наиболее важным компонентом для активации комплемента. Ar-1 может быть использован для разработки новых регуляторов системы для лечения заболеваний, связанных с комплементом.

Полный текст

Introduction. The coevolution and colocalization of complement system and antimicrobial peptides (AMPs) give the opportunity to assume the existence of close interactions between different components of these systems. There are some data about such interactions and consequences of such interplay, including complement modulation [1-5]. But they are not so numerous and some of them are rather contradictory. The earlier results of our investigations confirm the literature data about the interactions between C1q and human defensins, tachyplesin-1, arenicin-1 (Ar-1), protegrin-1 form complexes with C1q directly [6]. We also showed that different AMPs possess modulator activity on complement depending on peptide concentrations; in particular, Ar-1 influenced the classical and alternative complement activation pathways [7]. It is likely that peptide interacts with the central complement component - C3, because we observed total inhibition of two complement pathways and their common point is C3 protein. In this study we investigated the binding of Ar-1 with complement protein C3b, the fragment of activated C3 protein. Material and methods. The data about the interaction of C3b with Ar-1 were obtained utilizing surface plasmon resonance (SPR) on Biacore™ X100. The series of experiments were performed on CM4 sensor chip with C3b upon addition of Ar-1 (7.8-500 nM) to the analytical cells. We calculated some models of C3c fragment and Ar-1 interaction using methods for molecular docking (Rosetta, FlexPepDock algorithm) and molecular dynamics (AMBER). Results and discussion. We obtained the data from SPR analisys that describe heterogeneous ligand binding. It might mean that there are two types of interaction sites with high affinity (Kd = 7 nM) and with low affinity (Kd = 92 μM). We also calculated some models of C3c fragment (Chain D (328-535), PDB ID: 2qki) and Ar-1 interaction. It appeared that there are some common sites on C3c fragment for compstatin, well-described peptide inhibitor of C3, and Ar-1 binding (Fig. 1). C3c (Chain D 328-535) - Ar-1 complex is stabilized by hydrogen bonds and salt bridges. These facts should be examined carefully to construct peptide molecules derived from these AMPs that will have strong modulatory properties depending not only the concentration but also other important parameters. The advantage of this kind of molecules is in their relative stability that is also very important for the design of new complement regulators for treating complement-related diseases.
×

Об авторах

Е С Умнякова

Институт экспериментальной медицины

И А Кренев

Санкт-Петербургский государственный университет

С В Легковой

Санкт-Петербургский государственный университет

А В Соколов

Институт экспериментальной медицины

О Н Рогачева

Санкт-Петербургский государственный университет

Т В Овчинникова

Институт биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

В Н Кокряков

Институт экспериментальной медицины; Санкт-Петербургский государственный университет

М Н Берлов

Институт экспериментальной медицины

Список литературы

  1. Panyutich AV, Szolda OH, Peon PH, et al. Identification of defensin binding to C1 complement. FEBS Lett. 1994;356:169-173.
  2. Van den Berg RH, Faber-Krol MC, van Wetering S, et al. Inhibition of activation of the classical pathway of complement by human neutrophil defensins. Blood. 1998;92:3898-3903.
  3. Groeneveld TWL, Ramwadhdoebe TH, Trouw LA, et al. Human neutrophil peptide-1 inhibits both the classical and the lectin pathway of complement activation. Mol. Immunol. 2007;44:3608-3614.
  4. Bhat S, Song Y-H, Lawyer C, Milner SM. Modulation of the complement system by human beta-defensin 2. J. Burns Wounds. Open Science Co. 2007;5:e10.
  5. Chen J, Xu XM, Underhill CB, et al. Tachyplesin activates the classic complement pathway to kill tumor cells. Cancer Res. 2005;65:4614-4622.
  6. Berlov MN, Umnyakova ES, Leonova TS, et al. Interaction of arenicin-1 with C1q protein. Russ J Bioorgan Chem. 2015;41:597-601.
  7. Umnyakova ES, Gorbunov NP, Zhakhov AV, et al. Modulation of human complement system by antimicrobial peptide arenicin-1 from Arenicola marina. Marine Drugs. 2018;16:e480.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Умнякова Е.С., Кренев И.А., Легковой С.В., Соколов А.В., Рогачева О.Н., Овчинникова Т.В., Кокряков В.Н., Берлов М.Н., 2019

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах