Loading article…
| θ-ディフェンシン | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 再構築されたヒトレトロサイクリン-2 ( PDB : 2ATG ) | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | 該当なし | ||||||||
| パム | PF00879 | ||||||||
| OPMスーパーファミリー | 203 | ||||||||
| OPMタンパク質 | 2atg | ||||||||
| |||||||||
| UniProt ファミリー Pfam マッチは他のディフェンシンを排除するものではありません。 | |||||||||
シータデフェンシン（θ-デフェンシン、レトロサイクリン、デミデフェンシン）は、哺乳類の 抗菌ペプチドのファミリーです。[1]ヒト以外の「旧世界」霊長類に見られますが、ヒト、ゴリラ、ボノボ、チンパンジーには見られません。[2] [3]
構造
ヒトレトロサイクリン-2 θ-ディフェンシンの構造
θ-ディフェンシンは18アミノ酸（約2 kDa）の環状ペプチドであり、グラム陽性およびグラム陰性細菌、真菌、および一部のレトロウイルスに対して抗菌活性を有する。[4] [5] [6] [7]これらは、 3つのジスルフィド結合でつながれた一対の反平行βシートで構成され、シートに沿ってラダー状に配置され、非常に安定した構造を形成している。さらに、ペプチドは自己会合して三量体になることもある。[8]
生合成
アカゲザル（Macaca mulatta）とヒヒ（Papio anubis ）では、θ-ディフェンシンはそれぞれ76個のアミノ酸を持つ前駆体タンパク質から生成される。各前駆体から、単一の9個のアミノ酸ペプチドが生成される。これらの9個のアミノ酸ペプチドのうち2個が結合して、環状の18個のアミノ酸ディフェンシンが形成される。[4] [5] [6] [7]前駆体遺伝子が2つ（アカゲザルθディフェンシンRTD-1とRTD-2）あるため、処理されたRTD-1のホモ二量体、処理されたRTD-2のホモ二量体、または両方の前駆体からなるヘテロ二量体の3つの異なる成熟θ-ディフェンシンを形成できる。ヘテロ二量体形態が最も豊富である。
オリーブヒヒでは、4つのθ-ディフェンシン前駆遺伝子が単離されています：BTD-a、BTD-b、BTD-c、BTD-dで、サブユニットA、B、C、Dをコードしています。これらの4つのサブユニットは、理論的には組み合わせて10種類の異なる処理済みディフェンシンを生成できます。しかし、観察されているのはサブユニットA+A、A+B、A+C、A+D、B+Bの5つだけです（それぞれBTD-3、BTD-1、BTD-4、BTD7、BTD-2と呼ばれます）。[7]最後に、オランウータンのゲノムは4つのθ-ディフェンシン前駆遺伝子をコードし、テナガザルのゲノムは2つをコードします。
活動
抗菌活性は細菌、真菌、エンベロープウイルス、原生動物に対して報告されています。抗菌活性は一般的に細胞膜に結合して破壊することによって発揮されます。抗ウイルス活性は糖タンパク質の糖成分に結合し、ウイルスの細胞への侵入を阻止することに由来するようです。[9]
進化
創世記
θ-ディフェンシンは、 α-、β-、およびビッグ-ディフェンシンを含むディフェンシンタンパク質スーパーファミリーの極めて多様なメンバーです。θ-ディフェンシンは、約4000万年前に旧世界ザルのα-ディフェンシン遺伝子から進化したようです。α-ディフェンシンの祖先と比較すると、θ-ディフェンシン遺伝子は2つの半分に切断されています。[3]
不活性化
新世界ザルや大型類人猿はθ-ディフェンシンタンパク質を産生しないが、そのゲノムはθ-ディフェンシン遺伝子をコードしており、この遺伝子はmRNAに転写されるが、未熟な終止コドンのために翻訳されない。 [10]発現される成熟ディフェンシンが実験室で化学合成されると、抗菌活性（抗レトロウイルス活性を含むため、「レトロサイクリン」という名前が付けられている）を示す。[11]この擬似遺伝子化が選択的優位性を与えたのか、遺伝的浮動によるものなのかは不明である。レトロサイクリンの抗HIV活性は、実用的な治療法を生み出すことを目的としたタンパク質工学の取り組みによってさらに強化されている。
参照
参考文献
- ^ Conibear AC, Craik DJ (2014年9月26日). 「シータディフェンシンの化学と生物学」. Angewandte Chemie International Edition in English . 53 (40): 10612–23. doi :10.1002/anie.201402167. PMC 7159640. PMID 25079086 .
- ^ Cole AM、Wang W、Waring AJ、Lehrer RI (2004 年 10 月)。「レトロサイクリン: 過去をプロローグとして利用する」。Curr . Protein Pept. Sci . 5 (5): 373–81. doi :10.2174/1389203043379657. PMID 15544532。
- ^ ab Li D, Zhang L, Yin H, Xu H, Satkoski Trask J, Smith DG, Li Y, Yang M, Zhu Q (2014 年 6 月). 「ゲノム解析により明らかになった霊長類の α および θ デフェンシンの進化」. Molecular Biology Reports . 41 (6): 3859–66. doi :10.1007/s11033-014-3253-z. PMID 24557891. S2CID 14936647.
- ^ ab Tang YQ、Yuan J、Osapay G、Osapay K、Tran D、Miller CJ、Ouellette AJ、Selsted ME (1999 年 10 月)。「2 つの切断されたアルファディフェンシンの連結により霊長類白血球で生成される環状抗菌ペプチド」。Science。286 ( 5439 ) : 498–502。doi :10.1126/science.286.5439.498。PMID 10521339 。
- ^ ab Leonova L、Kokryakov VN、Alesina G、Hong T、Nguyen T、Zhao C、Waring AJ、Lehrer RI (2001 年 9 月)。 「環状ミニディフェンシンと分子多様性の翻訳後生成」。Ｊ．ロイコック。バイオル。70 (3): 461-4.土井：10.1189/jlb.70.3.461。PMID 11527997。S2CID 19334630 。
- ^ ab Tran D, Tran PA, Tang YQ, Yuan J, Cole T, Selsted ME (2002 年 2 月). 「アカゲザル白血球由来のホモ二量体 θ-ディフェンシン: 環状ペプチドの単離、合成、抗菌活性、および細菌結合特性」. J. Biol. Chem . 277 (5): 3079–3084. doi : 10.1074/jbc.M109117200 . PMID 11675394.
- ^ abc Garcia AE、Osapay G、Tran PA、Yuan J、Selsted ME (2008年12月)。「ヒヒ白血球由来の天然θ-ディフェンシンアイソフォームの単離、合成、抗菌活性」。Infect . Immun . 76 (12): 5883–5891. doi :10.1128/IAI.01100-08. PMC 2583559. PMID 18852242 .
- ^ Daly NL、Chen YK、Rosengren KJ、Marx UC、Phillips ML、Waring AJ、Wang W、Lehrer RI、Craik DJ (2007 年 9 月 4 日)。「レトロサイクリン 2: 強力な抗 HIV シータデフェンシンの構造解析」。生化学。46 ( 35 ): 9920–8。doi :10.1021/bi700720e。PMID 17685559 。
- ^ Cascales L、Craik DJ (2010 年 11 月 21日)。「天然環状タンパク質: 分布、生合成、進化」。有機・生体分子化学。8 (22): 5035–47。doi :10.1039/c0ob00139b。PMID 20835453 。
- ^ Venkataraman N、Cole AL、Ruchala P、 Waring AJ、Lehrer RI、Stuchlik O、Pohl J、Cole AM (2009年4月28日)。「レトロサイクリンの再覚醒：HIV-1に対して有効な先祖のヒトデフェンシン」。PLOS Biology。7 ( 4 ) : e95。doi : 10.1371 / journal.pbio.1000095。PMC 2672613。PMID 19402752。
- ^ Cole AM、Hong T、Boo LM、Nguyen T、Zhao C、Bristol G、Zack JA、Waring AJ、Yang OO、Lehrer RI (2002 年 2 月 19 日)。「レトロサイクリン: HIV-1 の T 型および M 型向性株による感染から細胞を保護する霊長類ペプチド」。米国科学アカデミー紀要。99 ( 4 ) : 1813–8。Bibcode : 2002PNAS...99.1813C。doi : 10.1073/ pnas.052706399。PMC 122276。PMID 11854483。