Строение и биологические функции β-шпилечных антимикробных пептидов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящее время сформировано представление об антимикробных пептидах (АМП) как о молекулярных факторах системы врожденного иммунитета, обеспечивающих универсальный и эволюционно древний способ защиты человека, животных и высших растений от инфекции. Обзор посвящен рассмотрению особенностей строения, биосинтеза и биологических функций АМП, пространственная структура которых представляет собой β-шпильку. Представители данного семейства АМП относятся к числу наиболее активных молекул животного происхождения с антибиотическими свойствами. Благодаря широкому спектру активности и устойчивости к факторам внутренней среды организма природные β-шпилечные АМП и их аналоги могут стать основой для создания лекарственных препаратов, способных найти применение в различных областях медицины.

Об авторах

П. В. Пантелеев

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: ovch@ibch.ru
Россия

И. A. Болосов

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: ovch@ibch.ru
Россия

С. В. Баландин

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Email: ovch@ibch.ru
Россия

T. В. Овчинникова

Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ovch@ibch.ru
Россия

Список литературы

  1. Kokryakov V.N. // Ocherki o vrozhdennom immunitete (Essays on innate immunity). St. Petersburg: Nauka, 2006. 2006, P.261
  2. Zasloff M. // Nature 2002, V.415, №6870, P.389-395
  3. Oppenheim J.J., Biragyn A., Kwak L.W., Yang D. // Ann. Rheum. Dis. 2003, V.62, S2, P. ii17-ii21
  4. Bergquist D.C., Williams F.M., Fisher C.R. // Nature 2000, V.403, №6769, P.499-500
  5. Roscia G., Falciani C., Bracci L., Pini A. // Curr. Protein Pept. Sci. 2013, V.14, №8, P.641-649
  6. Zhao X., Wu H., Lu H., Li G., Huang Q. // PLoS One. 2013, V.8, №6, P.e66557
  7. Boman H.G. // Annu. Rev. Immunol. 1995, V.13, P.61-92
  8. Baumann G., Mueller P. J. // Supramol. Struct. 1974, V.2, №5-6, P.538-557
  9. Matsuzaki K., Yoneyama S., Fujii N., Miyajima K., Yamada K., Kirino Y., Anzai K. // Biochemistry. 1997, V.36, №32, P.9799-9806
  10. Yang L., Harroun T.A., Weiss T.M., Ding L., Huang H.W. // Biophys. J. 2001, V.81, №3, P.1475-1485
  11. Shai Y. // Biochim. Biophys. Acta. 1999, V.1462, №1-2, P.55-70
  12. Matsuzaki K. // Biochim. Biophys. Acta. 1999, V.1462, №1-2, P.1-10
  13. Yonezawa A., Kuwahara J., Fujii N., Sugiura Y. // Biochemistry. 1992, V.31, №11, P.2998-3004
  14. Osaki T., Omotezako M., Nagayama R., Hirata M., Iwanaga S., Kasahara J., Hattori J., Ito I., Sugiyama H., Kawabata S.J. // Biol. Chem. 1999, V.274, №37, P.26172-26178
  15. Fleischmann J., Selsted M., Lehrer R.I. // Diagn. Microbiol. Dis. 1985, V.3, №3, P.233-242
  16. Biragyn A., Surenhu M., Yang D., Ruffini P.A., Haines B.A., Klyushnenkova E., Oppenheim J.J., Kwak L.W. // J. Immunol. 2001, V.167, №11, P.6644-6653
  17. Niyonsaba F., Someya A., Hirata M., Ogawa H., Nagaoka I. // Eur. J. Immunol. 2001, V.31, №4, P.1066-1075
  18. Davidson D.J., Currie A.J., Reid G.S., Bowdish D.M., Mac-Donald K.L., Ma R.C., Hancock R.E., Speert D.P. // Immunol. 2004, V.172, №2, P.1146-1156
  19. Li J., Post M., Volk R., Gao Y., Li M., Metais C., Sato K., Tsai J., Aird W., Rosenberg R. // Nat. Med. 2000, V.6, №1, P.49-55
  20. Zhu Q.Z., Hu J., Mulay S., Esch F., Shimasaki S., Solomon S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1988, V.85, №2, P.592-596
  21. Saito T., Miyakawa H., Tamura Y.J. // Dairy Sci. 1991, V.74, №11, P.3724-3730
  22. Bellamy W., Takase M., Yamauchi K., Wakabayashi H., Kawase K., Tomita M. // Biochem. Biophys. Acta. 1992. V. 1121. № 1-2. 1992, V.1121, №1-2, P.130-136
  23. Hwang P.M., Zhou N., Shan X., Arrowsmith C.H., Vogel H.J. // Biochemistry. 1998, V.37, №12, P.4288-4298
  24. Yamauchi K., Tomita M., Giehl T.J., Ellison R.T. // Infect. Immun. 1993, V.61, №2, P.719-728
  25. Jenssen H., Andersen J.H., Uhlin-Hansen L., Gutteberg T.J., Rekdal O. // Antiviral Res. 2004, V.61, №2, P.101-109
  26. Bellamy W., Yamauchi K., Wakabayashi H., Takase M., Takakura N., Shimamura S., Tomita M. // Lett. Appl. Microbiol. 2008, V.18, P.230-233
  27. Yoo Y., Watanabe S., Watanabe R., Hata K., Shimazaki K., Azuma I. // Jpn. J. Cancer Res. 1997, V.88, №2, P.184-190
  28. Eliassen L.T., Berge G., Leknessund A., Wikman M., Lindin I., Løkke C., Ponthan F., Johnsen J.I., Sveinbjørnsson B., Kogner P. // Int. J. Cancer. 2006, V.119, №3, P.493-500
  29. Mader J.S., Salsman J., Conrad D.M., Hoskin D.W. // Mol. Cancer. Ther. 2005, V.4, №4, P.612-624
  30. Mattsby-Baltzer I., Roseanu A., Motas C., Elverfors J., Engberg I., Hanson L.A. // Pediatr. Res. 1996, V.40, №2, P.257-262
  31. Britigan B.E., Lewis T.S., Waldshcmidt M., McCormick M.L., Krieg A.M. // J. Immunol. 2001, V.167, №5, P.2921-2928
  32. Ellison R. 3rd., Giehl T. // J. Clin. Invest. 1991, V.88, №8, P.1080-1091
  33. Velden W.J., van Iersel T.M., Blijlevens N.M., Donnelly J.P. // BMC Med. 2009, V.7, P.44
  34. Romeo D., Skerlavaj B., Bolognesi M., Gennaro R. // J. Biol. Chem. 1988, V.263, №20, P.9573-9575
  35. Wu M., Hancock R. // Antimicrob. Agents Chemother. 1999, V.43, №5, P.1274-1276
  36. Shestakov A., Jenssen H., Hancock R.E., Nordström I., Eriksson K. // Antiviral Res. Nov. 2013, V.100, №2, P.455-459
  37. Sai K.P., Jagannadham M.V., Vairamani M., Raju N.P., Devi A.S., Nagaraj R., Sitaram N. // J. Biol. Chem. 2001, V.276, №4, P.2701-2707
  38. Sitaram N., Purna Sai K., Singh S., Sankaran K., Nagaraj R. // Antimicrob. Agents Chemother. 2002, V.46, №7, P.2279-2283
  39. Ojo O., Abdel-Wahab Y., Flatt P., Mechkarska M., Conlon J. // Diabetes Obes. Metab. 2011, V.13, №12, P.1114-1122
  40. Fehlbaum P., Bulet P., Chernysh S., Briand J.P., Roussel J.P., Letellier L., Hetru C., Hoffmann J.A. // Proc. Natl. Acad. Sci. 1996, V.93, №3, P.1221-1225
  41. Morikawa N., Hagiwara K., Nakajima T. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992, V.189, №1, P.184-190
  42. Mandard N., Sodano P., Labbe H., Bonmatin J.M., Bulet P., Hetru C., Ptak M., Vovelle F. // Eur. J. Biochem. 1998, V.256, №2, P.404-410
  43. Pages J.M., Dimarcq J.L., Quenin S., Hetru C. // Int. J. Antimicrob. Agents. 2003, V.22, №3, P.265-269
  44. Lee M.K., Cha L., Lee S.H., Hahm K.S. // J. Biochem. Mol. Biol. 2002, V.35, №3, P.291-296
  45. Hou Z., Da F., Liu B., Xue X., Xu X., Zhou Y., Li M., Li Z., Ma X., Meng J. // Antimicrob. Agents Chemother. 2013, V.57, №10, P.5045-5052
  46. Wu G., Deng X., Wu P., Shen Z., Xu H. // Peptides. 2012, V.36, №1, P.109-113
  47. Wu G., Wu P., Xue X., Yan X., Liu S., Zhang C., Shen Z., Xi T. // Peptides. 2013, V.45, P.73-77
  48. Wu T., Tang D., Chen W., Huang H., Wang R., Chen Y. // Gene. 2013, V.527, №1, P.235-242
  49. Imamura T., Yasuda M., Kusano H., Nakashita H., Ohno Y., Kamakura T., Taguchi S., Shimada H. // Transgenic Res. 2010, V.19, №3, P.415-424
  50. Ovchinnikova T.V., Aleshina G.M., Balandin S.V., Krasnosdembskaya A.D., Markelov M.L., Frolova E.I., Leonova Y.F., Tagaev A.A., Krasnodembsky E.G., Kokryakov V.N. // FEBS Lett. 2004. V. 577. № 1-2. 2004, V.577, №1-2, P.209-214
  51. Andrä J., Jakovkin I., Grötzinger J., Hecht O., Krasnosdembskaya A.D., Goldmann T., Gutsmann T., Leippe M. // Biochem. J. 2008, V.410, №1, P.113-122
  52. Cho J., Lee D.G. // Biochim. Biophys. Acta. 2011, V.1810, №12, P.1246-1251
  53. Diachenko I.A., Murashev A.N., Yakimenko Z.A., Balandin S.V., Ovchinnikova T.V. // Toksikologicheskii vestnik. (Toxicological review). 2012, V.112, №1, P.40-43
  54. Ovchinnikova T.V., Shenkarev Z.O., Nadezhdin K.D., Balandin S.V., Zhmak M.N., Kudelina I.A., Finkina E.I., Kokryakov V.N., Arseniev A.S. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2007, V.360, №1, P.156-162
  55. Stavrakoudis A., Tsoulos I.G., Shenkarev Z.O., Ovchinnikova T.V. // Biopolymers. 2009, V.92, №3, P.143-155
  56. Ovchinnikova T.V., Shenkarev Z.O., Balandin S.V., Nadezhdin K.D., Paramonov A.S., Kokryakov V.N., Arseniev A.S. // Biopolymers. 2008, V.89, №5, P.455-464
  57. Salnikov E.S., Aisenbrey C., Balandin S.V., Zhmak M.N., Ovchinnikova T.V., Bechinger B. // Biochemistry. 2011, V.50, №18, P.3784-3795
  58. Shenkarev Z.O., Balandin S.V., Trunov K.I., Paramonov A.S., Sukhanov S.V., Barsukov L.I., Arseniev A.S., Ovchinnikova T.V. // Biochemistry. 2011, V.50, №28, P.6255-6265
  59. Mani R., Cady S.D., Tang M., Waring A.J., Lehrer R.I., Hong M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006, V.103, №44, P.16242-16247
  60. Hoegenhaug H.H.K., Mygind P.H., Kruse T., Segura D.R., Sandvang D., Neve S. // PCT/ EP2011/059,6896. // WO Patent App. 2011
  61. Fox J.L. // Nat. Biotechnol. 2013, V.31, №5, P.379-382
  62. Nakamura T., Furunaka H., Miyata T., Tokunaga F., Muta T., Iwanaga S., Niwa M., Takao T., Shimonishi Y. // J. Biol. Chem. 1988, V.263, №32, P.16709-16713
  63. Miyata T., Tokunaga F., Yoneya T., Yoshikawa K., Iwanaga S., Niwa M., Takao T., Shimonishi Y. // J. Biochem. 1989, V.106, №4, P.663-668
  64. Shigenaga T., Takayenoki Y., Kawasaki S., Seki N., Muta T., Toh Y., Ito A., Iwanaga S. // J. Biochem. 1993, V.114, №3, P.307-316
  65. Oishi O., Yamashita S., Nishimoto E., Lee S., Sugihara G., Ohno M. // Biochemistry. 1997, V.36, №14, P.4352-4359
  66. Fjell C.D., Hiss J.A., Hancock R.E., Schneider G. // Nat. Rev. Drug. Discov. 2011, V.11, №1, P.37-51
  67. Ozaki A., Ariki S., Kawabata S. // FEBS J. 2005, V.272, №15, P.3863-3871
  68. Tamamura H., Kuroda M., Masuda M., Otaka A., Funakoshi S., Nakashima H., Yamamoto N., Waki M., Matsumoto A., Lancelin J.M. // Biochim. Biophys. Acta. 1993, V.1163, №2, P.209-216
  69. Chen Y., Xu X., Hong S., Chen J., Liu N., Underhill C.B., Creswell K., Zhang L. // Cancer Research 2001, V.61, №6, P.2434-2438
  70. Shi S.L., Wang Y.Y., Liang Y., Li Q.F. // World J. Gastroenterol. 2006, V.12, №11, P.1694-1698
  71. Chen J., Xu X.M., Underhill C.B., Yang S., Wang L., Chen Y., Hong S., Creswell K., Zhang L. // Cancer Research 2005, V.65, №11, P.4614-4622
  72. Silva P. Jr., Daffre S., Bulet P. // J. Biol. Chem. 2000, V.275, №43, P.33464-33470
  73. Mandard N., Bulet P., Caille A., Daffre S., Vovelle F. // Eur. J. Biochem. 2002, V.269, №4, P.1190-1198
  74. Barbosa F.M., Daffre S., Maldonado R.A., Miranda A., Nimrichter L., Rodrigues M.L. // FEMS Microbiol Lett. 2007, V.274, №2, P.279-286
  75. Rodrigues E.G., Dobroff A.S., Cavarsan C.F., Paschoalin T., Nimrichter L., Mortara R.A., Santos E.L., Fázio M.A., Miranda A., Daffre S. // Neoplasia. 2008, V.10, №1, P.61-68
  76. Ehret-Sabatier L., Loew D., Goyffon M., Fehlbaum P., Hoffmann J.A., van Dorsselaer A., Bulet P. // J. Biol. Chem. 1996, V.271, №47, P.29537-29544
  77. Mandard N., Sy D., Maufrais C., Bonmatin J.M., Bulet P., Hetru C., Vovelle F. // J. Biomol. Struct. Dyn. 1999, V.17, №2, P.367-380
  78. Hetru C., Letellier L., Oren Z., Hoffmann J.A., Shai Y. // Biochem J. 2000, V.345, Pt3, P.653-664
  79. Kokryakov V.N., Harwig S.S.L., Panyutich E.A., Shevchenko A.A., Aleshina G.M., Shamova O.V., Korneva H.A., Lehrer R.I. // FEBS Lett. 1993, V.327, №2, P.231-236
  80. Fahrner R.L., Dieckmann T., Harwig S.S., Lehrer R.I., Eisenberg D., Feigon J. // Chem. Biol. 1996, V.3, №7, P.543-550
  81. Panyutich A., Shi J., Boutz P.L., Zhao C., Ganz T. // Infect Immun. 1997, V.65, №3, P.978-985
  82. Steinberg D.A., Hurst M.A., Fujii C.A., Kung A.H., Ho J.F., Cheng F.C., Loury D.J., Fiddes J.C. // Antimicrob. Agents Chemother. 1997, V.41, №8, P.1738-1742
  83. Ge Y.G., MacDonald D.L., Holroyd K.J., Thornsberry C., Wexler H., Zasloff M. // Antimicrob. Agents Chemother. 1999, V.43, №4, P.782-788
  84. Shamova O.V., Sakuta G.A., Orlov D.S., Zenin V.V., Shtein G.I., Kolodkin N.I., Afonina I.V., Kokriakov V.N. // Cell Tissue Biology. 2007, V.1, №6, P.524-533
  85. Paredes-Gamero E.J., Martins M.N., Cappabianco F.A., Ide J.S., Miranda A. // Biochim. Biophys. Acta. 2012, V.1820, №7, P.1062-1072
  86. Rothan H.A., Abdulrahman A.Y., Sasikumer P.G., Othman S., Rahman N.A., Yusof R. // J. Biomed. Biotechnol. 2012, V.2012, P.P. ID 251482
  87. Chen J., Falla T.J., Liu H., Hurst M.A., Fujii C.A., Mosca D.A., Embree J.R., Loury D.J., Radel P.A., Cheng Chang C. // Biopolymers. 2000, V.55, №1, P.88-98
  88. Giles F.J., Redman R., Yazji S., Bellm L. // Expert. Opin. Investig. Drugs. 2002, V.11, №8, P.1161-1170
  89. Tang Y.Q., Yuan J., Osapay G., Osapay K., Tran D., Miller C.J., Ouellette A.J., Selsted M.E. // Science. 1999, V.286, №5439, P.498-502
  90. Lehrer R.I., Cole A.M., Selsted M.E. // J. Biol. Chem. 2012, V.287, №32, P.27014-27019
  91. Nguyen T.X., Cole A.M., Lehrer R.I. // Peptides. 2003, V.24, №11, P.1647-1654
  92. Cole A.M., Hong T., Boo L.M., Nguyen T., Zhao C., Bristol G., Zack J.A., Waring A.J., Yang O.O., Lehrer R.I. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2002, V.99, №4, P.1813-1818
  93. Trabi M., Schirra H.J., Craik D.J. // Biochemistry. 2001, V.40, №14, P.4211-4221
  94. Garcia A.E., Osapay G., Tran P.A., Yuan J., Selsted M.E. // Infect. Immun. 2008, V.76, №12, P.5883-5891
  95. Wang W., Mulakala C., Ward S.C., Jung G., Luong H., Pham D., Waring A.J., Kaznessis Y., Lu W., Bradley K.A. // J. Biol. Chem. 2006, V.281, №43, P.32755-32764
  96. Arnett E., Lehrer R.I., Pratikhya P., Lu W., Seveau S. // Cell Microbiol. 2011, V.13, №4, P.635-651
  97. Doss M., White M.R., Tecle T., Gantz D., Crouch E.C., Jung G., Ruchala P., Waring A.J., Lehrer R.I., Hartshorn K.L. // J. Immunol. 2009, V.182, №12, P.7878-7887
  98. Yasin B., Wang W., Pang M., Cheshenko N., Hong T., Waring A.J., Herold B.C., Wagar E.A., Lehrer R.I. // Virology Journal 2004, V.78, №10, P.5147-5156
  99. Schaal J.B., Tran D., Tran P., Ösapay G., Trinh K., Roberts K.D., Brasky K.M., Tongaonkar P., Ouellette A.J., Selsted M.E. // PLoS One. 2012, V.7, №12, P.e51337
  100. Krause A., Neitz S., Mägert H.J., Schulz A., Forssmann W.G., Schulz-Knappe P., Adermann K. // FEBS Lett. 2000, V.480, №2-3, P.147-150
  101. Park C.H., Valore E.V., Waring A.J., Ganz T. J. // Biol. Chem. 2001, V.276, №11, P.7806-7810
  102. Shike H., Lauth X., Westerman M.E., Ostland V.E., Carlberg J.M., van Olst J.C., Shimizu C., Bulet P., Burns J.C. // Eur. J. Biochem. 2002, V.269, №8, P.2232-2237
  103. Hunter H.N., Fulton D.B., Ganz T., Vogel H.J. // J. Biol. Chem. 2002, V.277, №40, P.37597-37603
  104. Hocquellet A., Odaert B., Cabanne C., Noubhani A., Dieryck W., Joucla G., Le Senechal C., Milenkov M., Chaignepain S., Schmitter J.M. // Peptides. 2010, V.31, №1, P.58-66
  105. Hocquellet A., Le Senechal C., Garbay B. // Peptides. 2012, V.36, №2, P.303-307
  106. Ganz T. // Blood. 2003, V.102, №3, P.783-788
  107. Nicolas G., Bennoun M., Devaux I., Beaumont C., Grandchamp B., Kahn A., Vaulont S. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001, V.98, №15, P.8780-8785
  108. Ganz T., Nemeth E. // Annu. Rev. Med. 2011, V.62, P.347-360
  109. Nguyen L.T., Chau J.K., Perry N.A., de Boer L., Zaat S.A.J., Vogel H.J. // PLoS One. 2010, V.5, №9, P.e12684
  110. Nan Y., Jacob B., Kim Y., Shin S. // J. Pept. Sci. 2012, V.18, №12, P.740-747
  111. Fazio M.A., Oliveira V.X., Bulet P., Miranda M.T.M., Daffre S., Miranda A. // Biopolymers. 2006, V.84, №2, P.205-218
  112. Conibear A.C., Rosengren K.J., Daly N.L., Henriques S.T., Craik D.J. // J. Biol. Chem. 2013, V.188, №15, P.10830-10840
  113. Peschel A., Sahl H.G. // Nat. Rev. Microbiol. 2006, V.4, №7, P.529-536

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Пантелеев П.В., Болосов И.A., Баландин С.В., Овчинникова T.В., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах