Perivitelina-2

La perivitelina-2 ( PV2 ) es una toxina formadora de poros presente en el fluido perivitelino de los huevos de los caracoles manzana Pomacea maculata (PmPV2) y Pomacea canaliculata (PcPV2). Esta proteína , llamada perivitelina , se acumula masivamente en los huevos (~20 % de la proteína  total ). Como toxina, la PV2 protege a los huevos de los depredadores, pero también nutre a los embriones de caracol en desarrollo. ^{[ 1 ]}

Estas proteínas de ~172 kDa son dímeros de toxinas AB , cada una compuesta por una proteína de unión a carbohidratos de la familia de la lectina taqui (módulo de direccionamiento) unida por enlace disulfuro a una proteína formadora de poros de la familia del Complejo de Ataque a la Membrana y Perforina ( MACPF ) (unidad tóxica). ^{[ 2 ] [ 3 ]} Al igual que la mayoría de las otras perivitelinas estudiadas de caracoles Pomacea , las PV2 son altamente estables en un amplio rango de valores de pH y resisten la digestión gastrointestinal, características asociadas con un sistema de defensa antinutritivo que disuade la depredación al disminuir el valor nutricional de los huevos. ^{[ 2 ] [ 1 ] [ 4 ]}

Como parte del fluido perivitelino , la perivitelina-2 constituye una fuente de nutrientes para el embrión en desarrollo, especialmente en las últimas etapas, donde probablemente se utiliza como fuente endógena de energía y moléculas estructurales durante la transición a la vida libre. ^{[ 5 ]} Las PV2 también desempeñan un papel en un complejo sistema de defensa que protege a los embriones contra la depredación. ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 1 ]}

Los PV2 tienen actividades tanto de lectina como de perforina , asociadas a las dos subunidades de sus estructuras particulares. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Como lectina, los PV2 pueden aglutinar eritrocitos de conejo y unirse a la membrana plasmática de las células intestinales tanto in vitro como in vivo . ^{[ 2 ] [ 1 ] [ 7 ]} Como perforina , los PV2 son capaces de alterar las células intestinales modificando la conductancia de la membrana plasmática y de formar grandes poros en bicapas lipídicas artificiales . ^{[ 3 ]} Un aspecto interesante de estas perivitelinas es que la combinación de dos proteínas inmunes (lectina y perforina) dio lugar a una nueva entidad tóxica, un excelente ejemplo de exaptación de proteínas . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Esta estructura binaria incluye a los PV2 dentro de las " toxinas AB ", un grupo de toxinas descritas principalmente en bacterias y plantas . En las toxinas PV2 , la lectina se uniría a las membranas diana mediante el reconocimiento de glicanos específicos , actuando como una subunidad "B" de entrega, y luego la subunidad "A" formadora de poros alteraría las bicapas lipídicas formando poros grandes y provocando la muerte celular, constituyendo así una verdadera toxina formadora de poros . ^{[ 3 ]}

Las toxinas PV2 demostraron ser altamente tóxicas para los ratones cuando ingresan al torrente sanguíneo ( LD50 , 96 h 0,25  mg/kg, ip) y aquellos que recibieron dosis subletales mostraron signos neurológicos que incluyen debilidad y letargo, cabeza baja y posición inclinada (ortopnea), ojos semicerrados, taquipnea, pelo hirsuto, abducción extrema de las extremidades posteriores, paresia y no pudieron soportar su peso corporal ( tetraplejia ), entre otros. ^{[ 3 ] [ 6 ]} Los análisis histopatológicos de los ratones afectados mostraron que las toxinas PV2 afectan el asta dorsal de la médula espinal , particularmente en las láminas de sustancia gris 2 y 3 , donde alteran el metabolismo del calcio y causan apoptosis neuronal . ^{[ 6 ]} Además de su neurotoxicidad, se ha demostrado recientemente que los PV2 también son enterotóxicos para los ratones cuando se ingieren, una función que nunca se había atribuido a las proteínas animales. ^{[ 1 ]} A nivel celular, el PV2 es citotóxico para las células intestinales, en las que provoca cambios en su morfología superficial, aumentando la rugosidad de la membrana. A nivel sistémico, la administración oral de PV2 induce grandes cambios morfológicos en la mucosa intestinal de ratones, reduciendo su superficie de absorción. Además, el PV2 llega a las placas de Peyer, donde activa los folículos linfoides y desencadena la apoptosis . ^{[ 1 ]}

El análisis proteómico indica que las lectinas MACPF y Tachy se encuentran entre las proteínas más abundantes en los huevos de Pomacea , pero son proteínas minoritarias en los géneros que ponen huevos bajo el agua. ^{[ 9 ] [ 10 ]} Según el registro fósil, hace unos 3 millones de años, cuando Pomacea divergió de Marisa y comenzó a poner huevos sobre el agua, estos dos genes fueron sometidos a una extensa duplicación y estas proteínas no relacionadas se combinaron mediante un enlace covalente, lo que resultó en la dimerización en la toxina PV2 AB , que cooptó nuevas funciones. Esta nueva estructura produjo una toxina novedosa que no es digerible, enterotóxica y neurotóxica. ^{[ 3 ] [ 1 ]}