Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1043910.32607/20758251-2016-8-2-47-61ReviewsОбзорыResearch ArticleLipid Transfer Proteins As Components of the Plant Innate Immune System: Structure, Functions, and ApplicationsБелки системы врожденного иммунитета растений, осуществляющие транспорт липидов: структура, функции и практическое применениеFinkinaE. I.ФинкинаE. И.
Russian Federation
ovch@ibch.ruMelnikovaD. N.МельниковаД. Н.
Russian Federation
ovch@ibch.ruBogdanovI. V.БогдановИ. В.
Russian Federation
ovch@ibch.ruOvchinnikovaT. V.ОвчинниковаT. В.
Russian Federation
ovch@ibch.ruShemyakin and Ovchinnikov Institute of Bioorganic ChemistryИнститут биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН1506201682VOL 8, NO2 (2016)ТОМ 8, №2 (2016)476117012020Copyright ©; 2016, Finkina E.I., Melnikova D.N., Bogdanov I.V., Ovchinnikova T.V.Copyright ©; 2016, Финкина E.И., Мельникова Д.Н., Богданов И.В., Овчинникова T.В.2016Finkina E.I., Melnikova D.N., Bogdanov I.V., Ovchinnikova T.V.Финкина E.И., Мельникова Д.Н., Богданов И.В., Овчинникова T.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10439

Among a variety of molecular factors of the plant innate immune system, small proteins that transfer lipids and exhibit a broad spectrum of biological activities are replica rolex womens watches of particular interest. These are lipid transfer proteins (LTPs). LTPs are interesting to researchers for three main features. The first feature is the ability of plant LTPs to bind and transfer lipids, whereby these proteins got their name and were combined into one class. patek philippe replica paypalThe second feature is that LTPs are defense proteins that are components of plant innate immunity. The third feature is that LTPs constitute one of the most clinically important classes of plant allergens. In this review, we summarize the available data on the plant LTP structure, biological properties, diversity of functions, mechanisms of action, and practical applications, emphasizing their role in plant physiology and their significance in human life.

Среди множества молекулярных факторов системы врожденного иммунитета растений особый интерес представляют небольшие белки, осуществляющие транспорт липидов и обладающие широким спектром биологической активности. Эти белки называют липид-переносящими или липид-транспортирующими (ЛТБ). Можно выделить три основных аспекта, в контексте которых ЛТБ привлекают интерес исследователей. Первый из них - способность растительных ЛТБ связывать и переносить липиды, благодаря чему эти белки получили свое название и были объединены в один класс. Во-вторых, ЛТБ относятся к защитным белкам, являющихся факторами врожденного иммунитета растений. Кроме того, ЛТБ составляют один из наиболее клинически значимых классов растительных аллергенов. Цель настоящего обзора состоит в обобщении имеющихся данных о структуре, свойствах, функциях, механизмах действия и практическом применении ЛТБ для углубления понимания роли этих белков в физиологии растений и их значения в жизни человека.

allergensantimicrobial activitycross reactivityplant lipid transfer proteinslipid binding and transferplant defenseаллергеныантимикробная активностьзащита растенийлипид-транспортирующие белки растенийперекрестная реактивностьсвязывание и перенос липидовThe study was carried out with a grant from the Russian Science Foundation (project No. 14-50-00131).Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 14-50-00131).[1] Abdelkader A.B., Mazliak P. // Eur. J. Biochem. 1970, V.15, P.250-262[2] Vergnolle C., Arondel V., Jolliot A., Kader J. // Methods Enzymol. 1992, V.209, P.522-530[3] Kader J.-C. // Annu. Rev. Plant. Physiol. Plant. Mol. Biol. 1996, V.47, P.627-654[4] Perrocheau L., Bakan B., Boivin P., Marion D. // J. Agricult. Food Chem. 2006, V.54, №8, P.3108-3113[5] Lee J.Y., Min K., Cha H., Hwang D.H.S.K.Y., Suh S.W. // J. Mol. Biol. 1998, V.276, P.437-448[6] Gizatullina A.K., Finkina E.I., Mineev K.S., Melnikova D.N., Bogdanov I.V., Telezhinskaya I.N., Balandin S.V., Shenkarev Z.O., Arseniev A.S., Ovchinnikova T.V. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2013, V.439, №4, P.427-432[7] Simorre J., Caille A., Dominique M., Didier M., Ptak M. // Biochemistry. 1991, V.30, P.11600-11608[8] Yeasts T.H., Rose J.K.C. // Protein Sci. 2007, V.17, P.191-198[9] Gomar J., Petit M.C., Sodano P., Sy D., Marion D., Kader J.C., Vovelle F., Ptak M. // Protein Sci. 1996, V.5, №4, P.565-577[10] Samuel D., Liu Y.J., Cheng C.S., Lyu P.C. // J. Biol. Chem. 2002, V.277, P.35267-35273[11] Hoh F., Pons J.L., Gautier M.F., de Lamotte F., Dumas C. // ActaCrystallogr. D. Biol. Crystallogr. 2005, V.61, P.397-406[12] Pons J.L., de Lamotte F., Gautier M.F., Delsuc M.A. // J. Biol. Chem. 2003, V.278, P.14249-14256[13] Cheng C.S., Chen M.N., Lai Y.T., Chen T., Lin K.F., Liu Y.J., Lyu P.C. // Proteins. 2008, V.70, №3, P.695-706[14] Tassin S., Broekaert W.F., Marion D., Acland D.P., Ptak M., Vovelle F., Sodano P. // Biochem. 1998, V.37, P.3623-3637[15] Cheng C.S., Chen M.N., Liu Y.J., Huang L.Y., Lin K.F., Lyu P.Ch. // Enzyme Microb. Technol. 2004, V.35, P.532-539[16] Pato C., Borgne M., Baut G., Papec P., Marion D., Douliez J.P. // Biochem. Pharmacol. 2001, V.62, P.555-560[17] Tassin-Moindrot S., Caille A., Douliez J.P., Marion D., Vovelle F. // Eur. J. Biochem. 2000, V.267, P.1117-1124[18] Douliez J.P., Michon T., Marion D. // Biochim. Biophys. Acta. 2000, V.1467, P.65-72[19] Charvolin D., Douliez J.P., Marion D., Cohen-Addad C., Pebay-Peyroula E. // Eur. J. Biochem. 1999, V.264, P.562-568[20] Cheng H., Cheng P., Peng P., Lyu P., Sun Y. // Protein Sci. 2004, V.13, P.2304-2315[21] Buhot N., Gomès E., Milat M.L., Ponchet M., Marion D., Lequeu J., Delrot S., Coutos-Thévenot P., Blein J.P. // Mol. Biol. Cell. 2004, V.15, №11, P.5047-5052[22] Li C., Xie W., Bai W., Li Z., Zhao Y., Liu H. // FEBS J. 2008, V.275, №21, P.5298-5308[23] Wang Z., Xie W., Chi F., Li C. // FEBS Lett. 2005, V.579, №7, P.1683-1687[24] Guerbette F., Grosbois M., Jolliot-Croquin A. // Mol. Cell. Biochem. 1999, V.192, P.157-161[25] Guerbette F., Grosbois M., Jolliot-Croquin A., Kader J.C., Zachowski A. // Biochemistry. 1999, V.38, P.14131-14137[26] Ostergaard J., Vergnolle C., Schoentgen F., Kader J.C. // Biochim. Biophys. Acta. 1993, V.1170, P.109-117[27] Douliez J.P., Pato C., Rabesona H., Molle D., Marion D. // Eur. J. Biochem. 2001, V.268, P.1400-1403[28] Bakan B., Hamberg M., Larue V., Prangé T., Marion D., Lascombe M.B. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009, V.390, P.780-785[29] Bakan B., Hamberg M., Perrocheau L., Maume D., Rogniaux H., Tranquet O., Rondeau C., Blein J.P., Ponchet M., Marion D. // J. Biol. Chem. 2006, V.281, №51, P.38981-38988[30] Regente M.C., Giudici A.M., Villalaín J., de la Canal L. // Lett. Appl. Microbiol. 2005, V.40, P.183-189[31] Caaveiro J.M.M., Molina A., González-Mañas J.M., Rodríguez-Palenzuela P., García-OlmedoF. I.O., Goñi F.M. // FEBS Lett. 1997, V.410, P.338-342[32] Hoffmann-Sommergruber K. // Biochem. Society Transactions. 2002, V.30, P.930-935[33] van Loon L.C., Rep M., Pieterse C.M. // Annu. Rev. Phytopathol. 2006, V.44, P.135-162[34] Edreva A. // Gen. Appl. Plant Physiol. 2005, V.31, P.105-124[35] Douliez J., Michon T., Elmorjani K., Marion D. // J. Cereal Sci. 2000, V.32, P.1-20[36] Carvalho A.O., Gomes V.M. // Peptides. 2007, V.28, P.1144-1153[37] Tsuboi S., Osafune T., Tsugeki R., Nishimura M., Yamada M. // Biochem. 1992, V.3, P.500-508[38] Carvalho A.O., Teodoro C.E.S., Da Cunha M., Okorokova-Facanha A.L., Okorokov L.A., Fernandes K.V.S., Gomes V.M. // Physiol. Plant. 2004, V.122, P.328-336[39] Diz M.S., Carvalho A.O., Ribeiro S.F., Da Cunha M., Beltramini L., Rodrigues R., Nascimento V.V., Machado O.L., Gomes V.M. // Physiol. Plant. 2011, V.142, №3, P.233-246[40] Pagnussat L., Burbach C., Baluska F., de la Canal L. // J. Exp. Bot. 2012, V.63, №18, P.6555-6563[41] Edstam M.M., Edqvist J. // Physiol Plant. 2014, V.152, №1, P.32-42[42] Kobayashi Y., Motose H., Iwamoto K., Fukuda H. // Plant Cell Physiol. 2011, V.52, №6, P.1095-1106[43] Chae K., Gonong B.J., Kim S.C., Kieslich C.A., Morikis D., Balasubramanian S., Lord E.M. // J. Exp. Bot. 2010, V.61, №15, P.4277-4290[44] Garcia-Olmedo F., Molina A., Segura A., Moreno M. // Trends in Microbiology. 1995, V.3, №2, P.72-74[45] Choi A.M., Lee S.B., Cho S.H., Hwang I., Hur C.G., Suh M.C. // Plant Physiol. Biochem. 2008, V.46, P.127-139[46] Thoma S., Hecht U., Kippers A., Botella J., De Vries S., Somerville C. // Plant Physiol. 1994, V.105, P.35-45[47] Jung H.W., Kim W., Hwang B.K. // Plant Cell Environ. 2003, V.26, №6, P.915-928[48] Gomès E., Sagot E., Gaillard C., Laquitaine L., Poinssot B., Sanejouand Y.H., Delrot S., Coutos-Thévenot P. // Mol. Plant Microbe Interact. 2003, V.16, №5, P.456-464[49] Wang C., Yang C., Gao C., Wang Y. // Tree Physiol. 2009, V.29, №12, P.1607-1619[50] Trevino M.B., O’Conell M.A. // Plant Physiol. 1998, V.116, P.1461-1468[51] Zottich U., Da Cunha M., Carvalho A.O., Dias G.B., Silva N.C., Santos I.S., do Nacimento V.V., Miguel E.C., Machado O.L., Gomes V.M. // Biochim. Biophys. Acta. 2011, V.1810, №4, P.375-383[52] Cammue B.P.A., Thevissen K., Hendriks M., Eggermont K., Goderis L.J., Proost P., Damme J.V., Osborn R.W., Guerbette F., Kader J., Broekaert W.F. // Plant Physiol. 1995, V.109, P.445-455[53] Segura A., Moreno M., García-Olmedo F. // FEBS Lett. 1993, V.332, №3, P.243-246[54] Dubreil L., Gaborit T., Bouchet B., Gallant D.J., Broekaert W.F., Quillien L., Quillien L., MarionD. I.O. // Plant Sci. 1998, V.138, P.121-135[55] Molina A., Segura A., Garcia-Olmedo F. // FEBS. 1993, V.316, P.119-122[56] Sun J.Y., Gaudet D.A., Lu Z.X., Frick M., Puchalski B., Laroche A. // Mol. Plant Microbe Interact. 2008, V.21, №3, P.346-360[57] Ge X., Chen J., Sun C., Cao K. // Prot. Eng. 2003, V.16, P.387-390[58] Ooi L.S., Tian L., Su M., Ho W.S., Sun S.S., Chung H.Y., Wong H.N., Ooi V.E. // Peptides. 2008, V.29, №12, P.2101-2109[59] Lin P., Xia L., Wong J.H., Ng T.B., Ye X., Wang S., Shi X. // J. Pept. Sci. 2007, V.13, №10, P.642-648[60] Zhang N., Jonnes B.L., Tao H.P. // Cereal Chem. 1997, V.74, №2, P.119-122[61] Melo F.R., Rigden D.J., Franco O.L., Mello L.V., Ary M.B., Grossi de Sa M.F., Bloch C. // Proteins. 2002, V.48, №2, P.311-319[62] Jones B.L., Marinac L.A. // J. Agric. Food Chem. 2000, V.48, P.257-264[63] Sawano Y., Hatano K., Miyakawa T., Komagata H., Miyauchi Y., Yamazaki H., Tanokura M. // Plant Physiol. 2008, V.146, №4, P.1909-1919[64] Chae K., Kieslich C., Morikis D., Kim S., Lord E.M. // Plant Cell. 2009, V.21, P.3902-3914[65] Zhang D., Liang W., Yin C., Zong J., Gu F., Zhang D. // Plant Physiol. 2010, V.154, №1, P.149-162[66] Cameron K.D., Teece M.A., Smart L.B. // Plant Physiol. 2006, V.140, P.176-183[67] Lee S.B., Go Y.S., Bae H.J., Park J.H., Cho S.H., Cho H.J., Lee D.S., Park O.K., Hwang I., Suh M.C. // Plant Physiol. 2009, V.150, №1, P.42-54[68] Kader J.C. // Trends Plant Science. 1997, V.2, №2, P.66-70[69] Sterk P., Booij H., Schellekens G.A., van Kammen A., De Vries S.C. // Plant Cell. 1991, V.3, P.907-921[70] Park S.Y., Jauh G.Y., Mollet J.C., Eckard K.J., Nothnagel E.A., Walling L.L., Lord E.M. // Plant Cell. 2000, V.12, P.151-163[71] Ouvard O., Cellier F., Ferrare K., Tousch D., Lamaze T., Dupuis J.M., Casse-Delbart F. // Plant Mol. Biol. 1996, V.31, P.819-829[72] Hincha D.K. // Phil. Trans. R. Soc. Lond. 2002, V.357, P.909-916[73] Choi Y.E., Lim S., Kim H.J., Han J.Y., Lee M.H., Yang Y., Kim J.A., Kim Y.S. // Plant J. 2012, V.70, №3, P.480-491[74] Sror H.A., Tischendorf G., Sieg F., Schmitt J.M., Hincha D.K. // Cryobiology. 2003, V.47, №3, P.191-203[75] Cheng C.S., Samuel D., Liu Y.J., Shyu J.C., Lai S.M., Lin K.F., Lyu P.C. // Biochemistry. 2004, V.43, P.13628-13636[76] Wang X., Wang H., Cao K., Ge X. // Mol. Biol. Rep. 2009, V.36, P.745-750[77] Osman H., Vauthrin S., Mikes V., Milat M.L., Panabières F., Marais A., Brunie S., Maume B., Ponchet M., Blein J.P. // Mol. Biol. Cell. 2001, V.12, P.2825-2834[78] Kim Y.T., Oh J., Kim K.H., Uhm J.Y., Lee B.M. // Mol. Biol. Rep. 2010, V.37, №2, P.717-727[79] Douliez N., Jacquemard A., Marion D., Tran V., Maume B., Milat M., Ponchet M., Mikes V., Kader J.C., Blein J. // FEBS Lett. 2001, V.509, №1, P.27-30[80] Maldonado A.M., Doerner P., Dixon R.A., Lamb C.J., Cameron R.K. // Nature 2002, V.419, №6905, P.399-403[81] Lascombe M.B., Bakan B., Buhot N., Marion D., Blein J.P., Larue V., Lamb C., Prangé T. // Protein Sci. 2008, V.17, №9, P.1522-1530[82] Degli Esposti M. // Biochim. Biophys. Acta. 2002, V.1553, №3, P.331-340[83] Crimi M., Astegno A., Zoccatelli G., Esposti M.D. // Arch. Biochem. Biophys. 2006, V.445, №1, P.65-71[84] Rudrappa T., Biedrzycki M.L., Kunjeti S.G., Donofrio N.M., Czymmek K.J., Paré P.W., Bais H.P. // Commun. Integr. Biol. 2010, V.3, №2, P.130-138[85] Pii Y., Astegno A., Peroni E., Zaccardelli M., Pandolfini T., Crimi M. // Mol. Plant Microbe Interact. 2009, V.22, №12, P.1577-1587[86] Pii Y., Molesini B., Pandolfini T. // Plant Signal Behav. 2013, V.8, №7, e24836[87] Tomassen M.M., Barrett D.M., van der Valk H.C., Woltering E.J. // J. Exp. Bot. 2007, V.58, №5, P.1151-1160[88] Palacin A., Varelaw J., Quirce S., del Pozo V. // Clin. Exp. Allergy. 2009, V.39, P.1267-1276[89] Salcedo G., Sanchez-Monge R., Diaz-Perales A., Garcia-Casado G., Barber D. // Clin. Exp. Allergy. 2004, V.34, №9, P.1336-1341[90] Hauser M., Roulias A., Ferreira F., Egger M. // Allergy Asthma Clin. Immunol. 2010, V.6, №1, P.1-14[91] Borges J.P., Barre A., Culerrier R., Granier C., Didier A., Rougé P. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2008, V.365, №4, P.685-690[92] Akkerdaas J., Finkina E.I., Balandin S.V., Santos Magadán S., Knulst A., Fernandez-Rivas M., Asero R., van Ree R., Ovchinnikova T.V. // Int. Arch. Allergy Immunol. 2012, V.157, P.51-57[93] Borges J.P., Jauneau A., Brule C., Culerrier R., Barre A., Didier A., Rougé P. // Plant Physiol. Biochem. 2006, V.44, P.535-542[94] Fernandez-Rivas M., Gonzalez-Mancebo E., Rodriguez-Perez R., Benito C., Sanchez-Monge R., Salcedo G., Alonso M.D., Rosado A., Tejedor M.A., Vila C. // J. Allergy Clin. Immunol. 2003, V.112, P.789-795[95] Egger M., Hauser M., Mari A., Ferreira F., Gadermaier G. // Curr. Allergy Asthma Rep. 2010, V.10, №5, P.326-335[96] Marzban G., Mansfeld A., Herndl A., Jäger S., Stoyanova M. E., Hemmer W., Katinger H., Laimer M. // Aerobiologia. 2006, V.22, P.237-245[97] Fernández-Rivas M., Bolhaar S., González-Mancebo E., Asero R., van Leeuwen A., Bohle B., Ma Y., Ebner C., Rigby N., Sancho A.I. // J. Allergy Clin. Immunol. 2006, V.118, P.481-488[98] Pacios L.F., Tordesillas L., Cuesta-Herranz J., Compes E., Sánchez-Monge R., Palacín A., Salcedo G., Díaz-Perales A. // Mol. Immunol. 2008, V.45, №8, P.2269-2276[99] García-Casado G., Pacios L.F., Díaz-Perales A., Sánchez-Monge R., Lombardero M., García-Selles F.J., Polo F., Barber D., Salcedo G. // J. Allergy Clin. Immunol. 2003, V.112, P.599-605[100] Salcedo G., Sanchez-Monge R., Barber D., Diaz-Perales A. // Biochim. Biophys. Acta. 2007, V.1771, P.781-791[101] Tordesillas L., Cuesta-Herranz J., Gonzalez-Muñoz M., Pacios L.F., Compés E., Garcia-Carrasco B., Sanchez-Monge R., Salcedo G., Diaz-Perales A. // Mol. Immunol. 2009, V.46, P.722-728[102] Schulten V., Radakovics A., Hartz C., Mari A., Vazquez-Cortes S., Fernandez-Rivas M., Lauer I., Jahn-Schmid B., Eiwegger T., Scheurer S. // J. Allergy Clin. Immunol. 2009, V.124, №1, P.100-107[103] Edstam M.M., Viitanen L., Salminen T.A., Edqvist J. // Mol. Plant. 2011, V.4, №6, P.947-964[104] Boutrot F., Chantret N., Gautier M.F. // BMC Genomics. 2008, V.9, №86, P.1-19[105] Jang C.S., Jung J.H., Yim W.C., Lee B.M., Seo Y.W., Kim W. // Molecular Cell 2007, V.24, №2, P.215-223[106] Moore R.C., Purugganan M.D. // Curr. Opin. Plant Biol. 2005, V.8, P.122-128[107] Nieuwoudt M., Lombard N., Rautenbach M. // Food Chem. 2014, V.157, P.559-567[108] Safi H., Saibi W., Alaoui M.M., Hmyene A., Masmoudi K., Hanin M., Brini F. // Plant PhysiolBiochem. 2015, V.89, P.64-75[109] Wang F., Zang X.S., Kabir M.R., Liu K.L., Liu Z.S., Ni Z.F., Yao Y.Y., Hu Z.R., Sun Q.X., Peng H.R. // Gene. 2014, V.550, №1, P.18-26[110] Guo C., Ge X., Ma H. // Plant Mol. Biol. 2013, V.82, №3, P.239-253[111] Van Winkle R.C., Chang C. // Clin. Rev. Allergy Immunol. 2014, V.46, №3, P.211-224[112] Bidad K., Nicknam M.H., Farid R. // Iran J. Allergy Asthma Immunol. 2011, V.10, №1, P.1-9[113] Mutschlechner S., Deifl S., Bohle B. // Clin. Exp. Allergy. 2009, V.39, №11, P.1635-1642[114] Cromwell O., Häfner D., Nandy A. // J. AllergyClin. Immunol. 2011, V.127, №4, P.865-872[115] Bonura A., Passantino R., Costa M.A., Montana G., Melis M., Bondì M.L., Butteroni C., Barletta B., Corinti S., Di Felice G. // Clin. Exp. Allergy. 2012, V.42, №3, P.471-480[116] Gómez-Casado C., Garrido-Arandia M., Gamboa P., Blanca-López N., Canto G., Varela J., Cuesta-Herranz J., Pacios L. F., Díaz-Perales A., Tordesillas L. // Clin. Dev. Immunol. 2013, V.2013, P.1-12