Diptericina
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Diptericina
Pterraenovae.jpg
La mosca azul Phormia terranova , en la que se aisló por primera vez la diptericina
Identificadores
SímboloDiptericina, Dpt
InterProIPR040428

La diptericina es un péptido antimicrobiano (AMP) de 9 kDa de moscas que se aisló por primera vez de la mosca azul Phormia terranova . [1] Es principalmente activo contra bacterias Gram-negativas , alterando la integridad de la membrana bacteriana. La estructura de esta proteína incluye una prolina rica en dominio con similitudes con las AMP drosocin , pyrrhocoricin , y abaecin , y un dominio rico en glicina con similitud a atacina . [2] La diptericina es una lectura icónica de la actividad del sistema inmunológico en las moscas, que se utiliza de forma ubicua en los estudios de la inmunidad de Drosophila . [3]La diptericina lleva el nombre del orden de insectos Diptera .

Estructura y función

Las diptericinas se encuentran en todo Diptera, [4] pero se caracterizan más extensamente en moscas de la fruta Drosophila . Se desconocen las estructuras maduras de las diptericinas, aunque los esfuerzos previos para sintetizar la diptericina han sugerido que la diptericina en Protophormia terraenovae es un péptido lineal. Sin embargo, el péptido diptericina B de Drosophila melanogaster probablemente se escinde en dos péptidos separados. La síntesis de diptericina in vitro encontró actividad del péptido de longitud completa, pero sintetizar independientemente los dos péptidos y mezclarlos no recapitula la actividad de diptericina. [2] [5] La actividad de diptericina A está fuertemente ligada a residuos en el dominio rico en glicina.

La diptericina como modelo para comprender la especificidad de las interacciones huésped-patógeno

Un polimorfismo en un solo residuo en el dominio rico en diptericina glicina afecta drásticamente su actividad contra la bacteria Gram-negativa Providencia rettgeri . [6] Las moscas con un gen de diptericina A que codifica un alelo de serina sobreviven a la infección significativamente más que las moscas con un alelo de arginina. No está claro con qué frecuencia tales polimorfismos pueden dictar interacciones huésped-patógeno, pero hay evidencia de una selección equilibrada generalizada de que la diptericina no es el único AMP con tales polimorfismos. [7] Esta estrecha asociación entre diptericina y P. rettgeriestá respaldado además por enfoques genéticos que muestran que la diptericina es el único péptido antimicrobiano de la respuesta inmune de Drosophila que afecta la resistencia a P. rettgeri . [8]

El gen Diptericina de la mosca de la fruta "Diptericina B" tiene una estructura única que se ha derivado de forma independiente en las moscas de la fruta Tephritidae y Drosophila . Esto representa la evolución convergente de un péptido antimicrobiano hacia una estructura común en dos linajes separados de alimentación de frutas. Más sorprendentemente, los sublinajes de Tephritidae y Drosophila que se han especializado en fuentes de alimentos no frutales han perdido posteriormente la Diptericina B. [9] En las moscas de la fruta que se alimentan de hongos Drosophila guttifera y Drosophila testacea, esta pérdida parece haber ocurrido de forma independiente, ya que las mutaciones en los genes de diptericina B de estas especies son diferentes. Esta pérdida repetida de diptericina B en moscas de la fruta que se han separado para alimentarse de alimentos que no son frutas sugiere que la diptericina B está en sintonía con un estilo de vida de alimentación con frutas, pero sin importancia y posiblemente incluso perjudicial en ecologías no frutales.

Estas observaciones son parte de un creciente cuerpo de evidencia de que los péptidos antimicrobianos pueden tener asociaciones íntimas con microbios, y quizás con la ecología del huésped , en contraste con la filosofía anterior de que estos péptidos actúan de manera generalista y redundante. [7] [9] [10] [11]

Funciones más allá de la actividad antimicrobiana

  • Las diptericinas también pueden tener propiedades que reducen el daño oxidativo durante la respuesta inmune. [12]
  • La supresión de los genes de diptericina B y atacina C en Drosophila conduce a un mayor crecimiento del virus Sindbis. [13]
  • La sobreexpresión de diptericina y otros péptidos antimicrobianos en el cerebro de las moscas conduce a la neurodegeneración. [14]
  • El gen de diptericina B de Drosophila es necesario para la formación de la memoria. [15]

Referencias

  1. ^ Dimarcq JL, Keppi E, Dunbar B, Lambert J, Reichhart JM, Hoffmann D, Rankine SM, Fothergill JE, Hoffmann JA (enero de 1988). "Inmunidad a insectos. Purificación y caracterización de una familia de nuevas proteínas antibacterianas inducibles a partir de larvas inmunizadas del dípteros Phormia terranovae y secuencia completa de aminoácidos del miembro predominante, diptericina A" . Revista europea de bioquímica . 171 (1–2): 17–22. doi : 10.1111 / j.1432-1033.1988.tb13752.x . PMID  3276515 .
  2. ↑ a b Cudic M, Bulet P, Hoffmann R, Craik DJ, Otvos L (diciembre de 1999). "Síntesis química, actividad antibacteriana y conformación de diptericina, un péptido 82-mer aislado originalmente de insectos" . Revista europea de bioquímica . 266 (2): 549–58. doi : 10.1046 / j.1432-1327.1999.00894.x . PMID 10561597 . 
  3. ^ Lemaitre B, Hoffmann J (17 de febrero de 2019). "La defensa del anfitrión de Drosophila melanogaster" . Revisión anual de inmunología . 25 : 697–743. doi : 10.1146 / annurev.immunol.25.022106.141615 . PMID 17201680 . 
  4. ^ Hanson MA, Hamilton PT, Perlman SJ (octubre de 2016). "Genes inmunes y péptidos antimicrobianos divergentes en moscas del subgénero Drosophila" . Biología Evolutiva BMC . 16 (1): 228. doi : 10.1186 / s12862-016-0805-y . PMC 5078906 . PMID 27776480 .  
  5. ^ Hedengren, Marika; Borge, Karin; Hultmark, Dan (20 de diciembre de 2000). "Expresión y evolución de la familia de genes de Drosophila Attacin / Diptericin". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 279 (2): 574–581. doi : 10.1006 / bbrc.2000.3988 . ISSN 0006-291X . PMID 11118328 .  
  6. ^ Unckless RL, Howick VM, Lazzaro BP (enero de 2016). "Selección de equilibrio convergente en un péptido antimicrobiano en Drosophila" . Biología actual . 26 (2): 257–262. doi : 10.1016 / j.cub.2015.11.063 . PMC 4729654 . PMID 26776733 .  
  7. ^ a b Unckless RL, Lazzaro BP (mayo de 2016). "El potencial para el mantenimiento adaptativo de la diversidad en péptidos antimicrobianos de insectos" . Transacciones filosóficas de la Royal Society de Londres. Serie B, Ciencias Biológicas . 371 (1695): 20150291. doi : 10.1098 / rstb.2015.0291 . PMC 4874389 . PMID 27160594 .  
  8. ^ Hanson MA, Dostálová A, Ceroni C, Poidevin M, Kondo S, Lemaitre B (febrero de 2019). "Sinergia y especificidad notable de péptidos antimicrobianos in vivo utilizando un enfoque de knockout sistemático" . eLife . 8 . doi : 10.7554 / eLife.44341 . PMC 6398976 . PMID 30803481 .  
  9. ^ a b Hanson, Mark Austin; Lemaitre, Bruno; A menos que, Robert L. (2019). "La evolución dinámica de péptidos antimicrobianos subraya las compensaciones entre inmunidad y aptitud ecológica" . Fronteras en inmunología . 10 : 2620. doi : 10.3389 / fimmu.2019.02620 . ISSN 1664-3224 . PMC 6857651 . PMID 31781114 .   
  10. ^ Imler JL, Bulet P (17 de febrero de 2019). "Péptidos antimicrobianos en Drosophila: estructuras, actividades y regulación de genes". Inmunología química y alergia . 86 : 1-21. doi : 10.1159 / 000086648 . ISBN 978-3-8055-7862-2. PMID  15976485 .
  11. ^ Inicie sesión FH, Balmand S, Vallier A, Vincent-Monégat C, Vigneron A, Weiss-Gayet M, Rochat D, Heddi A (octubre de 2011). "Los péptidos antimicrobianos mantienen bajo control a los endosimbiontes de insectos". Ciencia . 334 (6054): 362–5. Código bibliográfico : 2011Sci ... 334..362L . doi : 10.1126 / science.1209728 . PMID 22021855 . S2CID 23646646 .  
  12. ^ Zhao HW, Zhou D, Haddad GG (febrero de 2011). "Los péptidos antimicrobianos aumentan la tolerancia al estrés oxidativo en Drosophila melanogaster" . La revista de química biológica . 286 (8): 6211–8. doi : 10.1074 / jbc.M110.181206 . PMC 3057857 . PMID 21148307 .  
  13. ^ Huang Z, Kingsolver MB, Avadhanula V, Hardy RW (2013). "Un papel antiviral para péptidos antimicrobianos durante la respuesta de artrópodos a la replicación de alfavirus" . J Virol . 87 (8): 4272–80. doi : 10.1128 / JVI.03360-12 . PMC 3624382 . PMID 23365449 .  
  14. ^ Cao Y, Chtarbanova S, Petersen AJ, Ganetzky B (mayo de 2013). "Las mutaciones Dnr1 causan neurodegeneración en Drosophila al activar la respuesta inmune innata en el cerebro" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 110 (19): E1752-60. Código Bibliográfico : 2013PNAS..110E1752C . doi : 10.1073 / pnas.1306220110 . PMC 3651420 . PMID 23613578 .  
  15. ^ Barajas-Azpeleta R, Wu J, Gill J, Welte R, Seidel C, McKinney S, Dissel S, Si K (octubre de 2018). "Los péptidos antimicrobianos modulan la memoria a largo plazo" . PLOS Genetics . 14 (10): e1007440. doi : 10.1371 / journal.pgen.1007440 . PMC 6224176 . PMID 30312294 .  
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