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Diptericina

La diptericina es un péptido antimicrobiano (AMP) de 9 kDa de moscas, aislado por primera vez de la mosca azul Phormia terranova . [ 1 ] Es principalmente activa contra bacteria...

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La diptericina es un péptido antimicrobiano (AMP) de 9 kDa de moscas, aislado por primera vez de la mosca azul Phormia terranova . [ 1 ] Es principalmente activa contra bacterias Gram negativas , alterando la integridad de la membrana bacteriana. La estructura de esta proteína incluye un dominio rico en prolina con similitudes a los AMP drosocina , pirrocoricina y abaecina , y un dominio rico en glicina con similitud a la atacina . [ 2 ] La diptericina es un indicador icónico de la actividad del sistema inmunitario en moscas, utilizado ubicuamente en estudios de la inmunidad de Drosophila . [ 3 ] La diptericina recibe su nombre del orden de insectos Diptera .

Estructura y función

Las diptericinas se encuentran en todos los dípteros, [ 4 ] pero se han caracterizado más extensamente en las moscas de la fruta Drosophila . Se desconocen las estructuras maduras de las diptericinas, aunque esfuerzos previos para sintetizar Diptericina han sugerido que la Diptericina en Protophormia terraenovae es un péptido lineal. Sin embargo, es probable que el péptido Diptericina B de Drosophila melanogaster se escinda en dos péptidos separados. La síntesis de Diptericina in vitro encontró actividad del péptido de longitud completa, pero la síntesis independiente de los dos péptidos y su mezcla no recapitula la actividad de la Diptericina. [ 2 ] [ 5 ] La actividad de la 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 único residuo en el dominio rico en glicina de la diptericina 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 determinar las interacciones huésped-patógeno, pero hay evidencia de una selección equilibradora generalizada de que la diptericina no es el único AMP con tales polimorfismos. [ 7 ] [ 8 ] Esta estrecha asociación entre la diptericina y P. rettgeri está respaldada 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 . [ 9 ]

El gen de la diptericina de la mosca de la fruta, "Diptericina B", tiene una estructura única que se ha derivado independientemente tanto en las moscas de la fruta Tephritidae como en las Drosophila . Esto representa la evolución convergente de un péptido antimicrobiano hacia una estructura común en dos linajes separados que se alimentan de frutas. Esta evolución convergente está impulsada por la presencia de bacterias Acetobacter en los ecosistemas que se alimentan de frutas. [ 10 ] La ausencia de Acetobacter en otros ecosistemas ha llevado a la pérdida posterior de la diptericina B. [ 10 ] [ 11 ] La pérdida de la diptericina B también es convergente entre linajes que se alimentan de hongos o plantas, incluidas las moscas de la fruta que se alimentan de hongos Leucophenga varia , Drosophila guttifera y Drosophila testacea , y las moscas que se alimentan de plantas Scaptomyza . [ 10 ]

Estas observaciones forman parte de un creciente conjunto de evidencias que sugieren que los péptidos antimicrobianos pueden tener asociaciones íntimas con los microbios, y quizás con la ecología del huésped , en contraste con la filosofía anterior que sostenía que estos péptidos actuaban de manera generalista y redundante. [ 7 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

Funciones que van más allá de la actividad antimicrobiana

  • Las diptericinas también pueden tener propiedades que reducen el daño oxidativo durante la respuesta inmune. [ 14 ]
  • La supresión de los genes de diptericina B y atacina C en Drosophila conduce a un mayor crecimiento del virus Sindbis. [ 15 ]
  • La sobreexpresión de diptericina y otros péptidos antimicrobianos en el cerebro de las moscas conduce a la neurodegeneración . [ 16 ]
  • El gen de la diptericina B de Drosophila es necesario para la formación de la memoria. [ 17 ]

Referencias

  1. ↑ Dimarcq JL, Keppi E, Dunbar B, Lambert J, Reichhart JM, Hoffmann D, Rankine SM, Fothergill JE, Hoffmann JA (enero de 1988). "Inmunidad de los insectos. Purificación y caracterización de una familia de nuevas proteínas antibacterianas inducibles de larvas inmunizadas del díptero Phormia terranovae y secuencia completa de aminoácidos del miembro predominante, diptericina A" . European Journal of Biochemistry . 171 ( 1–2 ): 17–22 . doi : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb13752.x . PMID 3276515 . 
  2. 1 2 Cudic M, Bulet P, Hoffmann R, Craik DJ, Otvos L (diciembre de 1999). "Síntesis química, actividad antibacteriana y conformación de la diptericina, un péptido de 82 aminoácidos aislado originalmente de insectos" . European Journal of Biochemistry . 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 huésped de Drosophila melanogaster" . Annual Review of Immunology . 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" . BMC Evolutionary Biology . 16 (1): 228. Bibcode : 2016BMCEE..16..228H . doi : 10.1186/s12862-016-0805- y . PMC 5078906. PMID 27776480 .  
  5. ↑ Hedengren M, Borge K, Hultmark D (2000-12-20). "Expresión y evolución de la familia de genes attacina/diptericina de Drosophila". Biochemical and Biophysical Research Communications . 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 sobre un péptido antimicrobiano en Drosophila" . Current Biology . 26 (2): 257– 262. Bibcode : 2016CBio...26..257U . doi : 10.1016/j.cub.2015.11.063 . PMC 4729654. PMID 26776733 .  
  7. 1 2 Unckless RL, Lazzaro BP (mayo de 2016). "El potencial para el mantenimiento adaptativo de la diversidad en los péptidos antimicrobianos de los insectos" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Serie B, Ciencias Biológicas . 371 (1695) 20150291. doi : 10.1098/rstb.2015.0291 . PMC 4874389. PMID 27160594 .  
  8. ↑ Myers AN, Lawhon SD, Diesel AB, Bradley CW, Rodrigues Hoffmann A, Murphy WJ, 99 Lives Cat Genome Consortium (14 de febrero de 2022). Clark LA (ed.). "Un haplotipo antiguo que contiene variantes de genes de péptidos antimicrobianos está asociado con una enfermedad cutánea fúngica grave en gatos persas" . PLOS Genetics . 18 (2) e1010062. doi : 10.1371/journal.pgen.1010062 . ISSN 1553-7404 . PMC 8880935. PMID 35157719 .   {{cite journal}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
  9. ↑ Hanson MA, Dostálová A, Ceroni C, Poidevin M, Kondo S, Lemaitre B (febrero de 2019). " Sinergia y notable especificidad de péptidos antimicrobianos in vivo mediante un enfoque de eliminación sistemática" . eLife . 8. doi : 10.7554 /eLife.44341 . PMC 6398976. PMID 30803481 .  
  10. 1 2 3 Hanson MA, Grollmus L, Lemaitre B (2023-07-21). "Las bacterias relevantes para la ecología impulsan la evolución de los péptidos antimicrobianos del huésped en Drosophila" . Science . 381 ( 6655) eadg5725. doi : 10.1126/science.adg5725 . hdl : 10871/133708 . ISSN 0036-8075 . PMID 37471548. S2CID 259115731 .   
  11. 1 2 Hanson MA, Lemaitre B, Unckless RL (2019). "La evolución dinámica de los péptidos antimicrobianos subraya las compensaciones entre la inmunidad y la aptitud ecológica" . Frontiers in Immunology . 10 : 2620. doi : 10.3389/fimmu.2019.02620 . ISSN 1664-3224 . PMC 6857651. PMID 31781114 .   
  12. ↑ Imler JL, Bulet P (17 de febrero de 2019). «Péptidos antimicrobianos en Drosophila: estructuras, actividades y regulación génica». Chemical Immunology and Allergy . 86 : 1–21 . doi : 10.1159/000086648 . ISBN 978-3-8055-7862-2. PMID 15976485 . 
  13. ^ Iniciar 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 los endosimbiontes de insectos". Ciencia . 334 (6054): 362– 5. Bibcode : 2011Sci...334..362L . doi : 10.1126/ciencia.1209728 . PMID 22021855 . S2CID 23646646 .  
  14. ↑ Zhao HW, Zhou D, Haddad GG (febrero de 2011). "Los péptidos antimicrobianos aumentan la tolerancia al estrés oxidativo en Drosophila melanogaster" . The Journal of Biological Chemistry . 286 (8): 6211– 8. doi : 10.1074/jbc.M110.181206 . PMC 3057857. PMID 21148307 .  
  15. ↑ Huang Z, Kingsolver MB, Avadhanula V, Hardy RW (2013). "Un papel antiviral para los péptidos antimicrobianos durante la respuesta de los artrópodos a la replicación de alfavirus" . J Virol . 87 (8): 4272–80 . doi : 10.1128/JVI.03360-12 . PMC 3624382. PMID 23365449 .  
  16. ↑ Cao Y, Chtarbanova S, Petersen AJ, Ganetzky B (mayo de 2013). "Las mutaciones de 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. Bibcode : 2013PNAS..110E1752C . doi : 10.1073/pnas.1306220110 . PMC 3651420. PMID 23613578 .  
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