Las endotoxinas delta ( δ-endotoxinas ) son toxinas formadoras de poros producidas por especies de bacterias Bacillus thuringiensis . Son útiles por su acción insecticida y son la principal toxina producida por el maíz Bt . Durante la formación de las esporas , las bacterias producen cristales de dichas proteínas (de ahí el nombre de toxinas Cry ) que también se conocen como cuerpos paraesporales , junto a las endosporas ; como resultado, algunos miembros se conocen como parasporina . El grupo de toxinas Cyt (citolíticas) es un grupo de delta-endotoxinas diferentes del grupo Cry.
Contenido
1 Mecanismo de acción
2 Estructura
3 tipos
4 referencias
5 Lecturas adicionales
6 Enlaces externos
Mecanismo de acción
Cuando un insecto ingiere estas proteínas, se activan mediante escisión proteolítica. El extremo N-terminal se escinde en todas las proteínas y una extensión C-terminal se escinde en algunos miembros. Una vez activada, la endotoxina se une al epitelio intestinal y provoca la lisis celular mediante la formación de canales selectivos de cationes , lo que conduce a la muerte. [2] [1]
Estructura
La región activada de la toxina delta está compuesta por tres dominios estructurales distintos : un dominio de haz helicoidal N-terminal ( InterPro : IPR005639 ) involucrado en la inserción de la membrana y la formación de poros; un dominio central de hoja beta implicado en la unión del receptor; y un dominio sándwich beta C-terminal ( InterPro : IPR005638 ) que interactúa con el dominio N-terminal para formar un canal. [1] [2]
Tipos
B. thuringiensis codifica muchas proteínas de la familia de endotoxinas delta ( InterPro : IPR038979 ), y algunas cepas codifican múltiples tipos simultáneamente. [3] Un gen que se encuentra principalmente en plásmidos, [4] las delta-entotoxinas a veces aparecen en genomas de otras especies, aunque en una proporción menor que las que se encuentran en B. thuringiensis . [5] Los nombres de los genes se parecen a Cry3Bb, que en este caso indica una toxina Cry de la subfamilia b de la familia B de la superfamilia 3. [6]
Las proteínas Cry que son interesantes para la investigación del cáncer se enumeran bajo una nomenclatura de parasporina (PS) además de la nomenclatura Cry. No matan insectos, sino que matan las células leucémicas. [7] [8] [9] Las toxinas Cyt tienden a formar su propio grupo distinto de las toxinas Cry. [10] No todas las toxinas Cry , en forma de cristal, comparten directamente una raíz común. [11] Ejemplos de toxinas que no son de tres dominios y que, sin embargo, tienen un nombre Cry incluyen Cry34 / 35Ab1 y las toxinas binarias beta-sándwich ( similares a Bin ) relacionadas, Cry6Aa y muchas parasporinas beta-sándwich. [12]
Las delta-endotoxinas específicas que se han utilizado para la ingeniería genética incluyen Cry3Bb1 que se encuentra en MON 863 y Cry1Ab que se encuentra en MON 810 , ambas especies de maíz. Cry3Bb1 es particularmente útil porque mata los insectos coleópteros como el gusano de la raíz del maíz , una actividad que no se observa en otras proteínas Cry. [1] Otras toxinas comunes incluyen Cry2Ab y Cry1F en algodón y maíz. [13] Además, Cry1Ac es eficaz como adyuvante de vacunas en humanos. [14]
Algunas poblaciones de insectos han comenzado a desarrollar resistencia a la endotoxina delta, con cinco especies resistentes encontradas a partir de 2013. Las plantas con dos tipos de endotoxinas delta tienden a hacer que la resistencia ocurra más lentamente, ya que los insectos tienen que evolucionar para superar ambas toxinas a la vez. La plantación de plantas no Bt con plantas resistentes reducirá la presión de selección para desarrollar la toxina. Finalmente, las plantas de dos toxinas no deben plantarse con plantas de una toxina, ya que las plantas de una toxina actúan como un trampolín para la adaptación en este caso. [13]
Referencias
↑ a b c d Galitsky N, Cody V, Wojtczak A, Ghosh D, Luft JR, Pangborn W, English L (agosto de 2001). "Estructura de la delta-endotoxina bacteriana insecticida Cry3Bb1 de Bacillus thuringiensis". Acta Crystallographica. Sección D, Cristalografía biológica . 57 (Parte 8): 1101–9. doi : 10.1107 / S0907444901008186 . PMID 11468393 .
↑ a b Grochulski P, Masson L, Borisova S, Pusztai-Carey M, Schwartz JL, Brousseau R, Cygler M (diciembre de 1995). "Bacillus thuringiensis CryIA (a) toxina insecticida: estructura cristalina y formación de canales". Revista de Biología Molecular . 254 (3): 447–64. doi : 10.1006 / jmbi.1995.0630 . PMID 7490762 .
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^ "Especie: proteína de cristal plaguicida (IPR038979)" . InterPro .
^ "Nomenclatura de la toxina de Bacillus thuringiensis" . Base de datos de especificidad de la toxina Bt . Consultado el 12 de abril de 2019 .
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^ Ohba M, Mizuki E, Uemori A (enero de 2009). "Parasporin, un nuevo grupo de proteínas contra el cáncer de Bacillus thuringiensis" . Investigación contra el cáncer . 29 (1): 427–33. PMID 19331182 .
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^ Crickmore N. "Otras secuencias de llanto" (PDF) . Consultado el 12 de abril de 2019 .
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Otras lecturas
Bravo A, Gill SS, Soberón M (marzo de 2007). "Modo de acción de las toxinas Cry y Cyt de Bacillus thuringiensis y su potencial para el control de insectos" . Toxicon . 49 (4): 423–35. doi : 10.1016 / j.toxicon.2006.11.022 . PMC 1857359 . PMID 17198720 .
Pigott CR, Ellar DJ (junio de 2007). "Papel de los receptores en la actividad de la toxina cristalina de Bacillus thuringiensis" . Revisiones de Microbiología y Biología Molecular . 71 (2): 255–81. doi : 10.1128 / MMBR.00034-06 . PMC 1899880 . PMID 17554045 .
Palma L, Muñoz D, Berry C, Murillo J, Caballero P (diciembre de 2014). "Toxinas de Bacillus thuringiensis: una descripción general de su actividad biocida" . Toxinas . 6 (12): 3296–325. doi : 10,3390 / toxins6123296 . PMC 4280536 . PMID 25514092 .
enlaces externos
Cry3Bb1 en la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos
Este artículo incorpora texto del dominio público Pfam e InterPro : IPR015790
