Аципенсины - новые антимикробные пептиды из лейкоцитов русского осетра acipenser gueldenstaedtii
- Авторы: Шамова О.В.1,2, Орлов Д.С.1,2, Баландин С.В.3,4, Шрамова Е.И.3, Цветкова Е.В.2, Пантелеев П.В.3, Леонова Ю.Ф.3, Тагаев A.A.3, Кокряков В.Н.1,2, Овчинникова Т.В.3,4
-
Учреждения:
- НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
- Московский физико-технический институт (государственный университет)
- Выпуск: Том 6, № 4 (2014)
- Страницы: 99-109
- Раздел: Экспериментальные статьи
- Дата подачи: 17.01.2020
- Дата публикации: 15.12.2014
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10532
- DOI: https://doi.org/10.32607/20758251-2014-6-4-99-109
- ID: 10532
Цитировать
Аннотация
Антимикробные пептиды (АМП) являются важнейшими компонентами системы врожденного иммунитета человека и животных. Охарактеризован ряд АМП, выделенных нами из лейкоцитов русского осетра Acipenser gueldenstaedtii - представителя подкласса хрящевых ганоидов, формирующих наиболее древнюю группу костных рыб. Структурный анализ пептидов, названных аципенсинами (Ac), показал, что лейкоциты осетра содержат шесть пептидов с молекулярными массами 5336.2, 3803.0, 5173.0, 4777.5 и 5449.4 и 2740.2 Да, обозначенных Ac1-Ac6 соответственно. Нами определены полные первичные структуры всех выделенных пептидов и исследована биологическая активность трех главных компонентов - Ас1, Ас2 и Ac6. Установлено, что Ас1, Ас2, Ас3, Ас4 и Ас5 представляют собой N-концевые ацетилированные фрагменты 1-50, 1-35, 1-49, 1-44 и 1-51 гистона Н2А соответственно, а Ас6 является фрагментом 62-85 гистона Н2А. Выделенные из лейкоцитов пептиды Ас1 и Ас2 обладают высокой антимикробной активностью в отношении грамотрицательных и грамположительных бактерий ( Escherichia coli ML-35p, Listeria monocytogenes EGD, MRSA ATCC 33591), а также гриба Candida albicans 820. Ас6 активен только в отношении грамотрицательной бактерии. Активность Ac1 и Ас2 в отношении гриба и MRSA снижалась при повышении ионной силы раствора. В концентрациях, близких к минимальным ингибирующим, Ас1, Ас2 и Ас6 увеличивали проницаемость наружной мембраны E. coli ML-35p для хромогенного маркера, но их влияние на проницаемость цитоплазматической мембраны бактерии не было существенным по сравнению с действием мембраноактивного пептида протегрина 1. Все три аципенсина не проявляли гемолитической активности в отношении эритроцитов человека в диапазоне концентраций от 1 до 40 мкМ и не оказывали цитотоксических эффектов на клетки К-562 и U-937 (1-20 мкМ) in vitro. Обнаружение в лейкоцитах осетра антимикробных пептидов, производных гистона Н2А, свидетельствует в пользу предположения о биологически значимой роли гистонов и их фрагментов в обеспечении противоинфекционной защиты.
Ключевые слова
Об авторах
О. В. Шамова
НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Д. С. Орлов
НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет
Email: ovch@ibch.ru
Россия
С. В. Баландин
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Е. И. Шрамова
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Е. В. Цветкова
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: ovch@ibch.ru
Россия
П. В. Пантелеев
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Ю. Ф. Леонова
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Email: ovch@ibch.ru
Россия
A. A. Тагаев
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН
Email: ovch@ibch.ru
Россия
В. Н. Кокряков
НИИ экспериментальной медицины СЗО РАМН; Санкт-Петербургский государственный университет
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Т. В. Овчинникова
Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН; Московский физико-технический институт (государственный университет)
Email: ovch@ibch.ru
Россия
Список литературы
- Kokryakov V.N. // Ocherki o vrozhdennom immunutete (Essays on the innate immunity). St-Petersburg: Nauka. 2006, P.261
- Rieger A.M., Barreda D.R. // Dev. Comp. Immunol. 2011, V.35, №12, P.1238-1245
- Cole A.M., Weis P., Diamond G. // J. Biol. Chem. 1997, V.272, №18, P.12008-12013
- Douglas S.E., Gallant J.W., Gong Z., Hew C. // Dev. Comp. Immunol. 2001, V.25, №2, P.137-147
- Shai Y., Fox J., Caratsch C., Shih Y.L., Edwards C., Lazarovici I.O., P. I.O. // FEBS Lett. 1988, V.242, P.161-166
- 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, P.2232-2237
- Park C., Lee J., Park I., Kim M., Kim S. // FEBS Lett. 1997. V. 411. № 2-3. 1997, V.411, №2-3, P.173-178
- Wang G., Li J., Zou P., Xie H., Huang B., Nie P., Chang M. // Fish Shellfish Immunol. 2012, V.33, №3, P.522-531
- Guo M., Wei J., Huang X., Huang Y., Qin Q. // Fish Shellfish Immunol. 2012, V.32, №5, P.828-838
- Marel Mv., Adamek M., Gonzalez S.F., Frost P., Rombout J.H., Wiegertjes G.F., Savelkoul H.F., Steinhagen D. // Fish Shellfish Immunol. 2012, V.32, №3, P.494-501
- Maier V.H., Dorn K.V., Gudmundsdottir B.K., Gudmundsson G.H. // Molecular Immunology. 2008, V.45, P.3723-3730
- Chang C., Pleguezuelos O., Zhang Y., Zou J., Secombes C. // Infection and Immunity. 2005, V.73, P.5053-5064
- Chang C., Zhang Y., Zou J., Nie P., Secombes C. // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 2006, V.50, P.185-195
- Scocchi M., Pallavicini A., Salgaro R., Bociek K., Gennaro R. // Comp. Biochem. Physiol. B Biochem. Mol. Biol. 2009, V.152, №4, P.376-381
- Bridle A., Nosworthy E., Polinski M., Nowak B. // PLoS One. 2011, V.6, №8, P.e23417
- Birkemo G. A., Lüders T., Andersen Ø., Nes I.F., Nissen-Meyer J. // Hipposin, a histone-derived antimicrobial peptide in Atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus). // Biochimica et Biophisica Acta. 2003, V.1646, P.207-215
- Park I.Y., Park C.B., Kim M.S., Kim S.C. // FEBS Lett. 1998, V.437, P.258-262
- Richards R.C., O’Neil D.B., Thibault P., Ewart K.V. // Biochem. Biophis. Res. Commun. 2001, V.284, P.549-555
- Shamova O., Orlov D., Stegemann C., Czihal P., Hoffmann R., Brogden K., Kolodkin N., Sakuta G., Tossi A., Sahl H.G. // International Journal of Peptide Research and Therapeutics. 2009, V.15, №1, P.31-35
- Harwig S.S., Chen N.P., Park A.S.K., Lehreer R.I. // Anal. Biochem. 1993, V.208, P.382-346
- Schagger H., von Jagow G. // Anal. Biochem. 1987, V.166, P.368-379
- Wolf P. // Anal. Biochem. 1983, V.129, №1, P.145-155
- Lehrer R.I., Rosenman M., Harwig S.S., Jackson R., Eisenhauer P. // J. Immunol. Methods. 1991, V.137, №2, P.167-73
- Lehrer R., Barton A., Ganz T. // J. Immunol. Methods. 1988, V.108, P.153-158
- Artamonov A.Yu., Shamova O.V., Kokryakov V.N., Orlov D.S. // Vestnik Sankt-Peterburgskogo Universiteta. 2008, V.3, №2, P.139-142
- Mosmann T. // Journal of Immunological Methods. 1983, V.65, P.55-63
- Wellner D., Panneerselvam C., Horecker B.L. // Proc. Nat. Acad. Sci. 1990, V.87, P.1947-1949
- Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. // Molecular Cloning: a laboratory manuals. 2nd ed. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989. 1989, P.1626
- Shamova O.V., Orlov D.S., Ovchinnikova T.V., Sal Kh.G., Tver’yanovich I.A., Popova V.A., Dyubin V.A., Kokryakov V.N. // Fundamentalnye Issledovaniya. 2006, V.1, P.10-13
- Marzluff W.F., Wagner E.J., Duronio R.J. // Nat. Rev. Genet. 2008, V.9, №11, P.843-54
- Kim H.S., Park C.B., Kim M.S., Kim S.C. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996, V.229, №2, P.381-7
- Kawasaki H., Iwamuro S. // Infect. Disord. Drug Targets. 2008, V.8, №3, P.195-205
- Parseghian M., Luhrs K. // Biochem. Cell Biol. 2006, V.84, №4, P.589-604
- Rose F.R., Bailey K., Keyte J.W., Chan W.C., Greenwood D., Mahida Y.R.. // Infect. Immun. 1998, V.66, P.3255-3263
- Brix K., Summa W., Lottspeich F., Herzog V. // J. Clin. Invest. 1998, V.102, P.283-293
- Hiemstra P.S., Eisenhauer P.B., Harwig S.S., van den Barselaar M.T., van Furth R., Lehrer R.I. // Infect. Immun. 1993, V.61, P.3038-3046
- Bolton S.J., Perry V.H. // J. Neurocytol. 1997, V.26, P.823-831
- Holers V.M., Kotzin B.L. // J. Clin. Invest. 1985, V.76, P.991-998
- Evans D.L., Kaur H., Leary J. 3rd., Praveen K., Jaso-Friedmann L. // Dev Comp Immunol. 2005, V.29, №12, P.1049-64
- Nauseef W.M., Borregaard N. // Nat. Immunol. 2014, V.15, №7, P.602-11
- Zawrotniak M., Rapala-Kozik M. // Acta Biochim Pol. 2013, V.60, №3, P.277-84
- Brinkmann V., Reichard U., Goosmann C., Fauler B., Uhlemann Y., Weiss D.S., Weinrauch Y., Zychlinsky A. // Science. 2004, V.303, №5663, P.1532-5
- De Zoysa M., Nikapitiya C., Whang I., Lee J.S., Lee J. // Fish Shellfish Immunol. 2009, V.27, №5, P.639-46
- Nagaoka I., Hirota S., Yomogida S., Ohwada A., Hirata M. // Inflamm Res. 2000, V.49, №2, P.73-9
- Park C.B., Kim H.S., Kim S.C. // Biochem Biophys Res Commun 1998, V.244, №1, P.253-257
- Cho J.H., Sung B.H., Kim S.C. // Biochim Biophys Acta. 2009, V.1788, №8, P.1564-9
- Koo Y.S., Kim J.M., Park I.Y., Yu B.J., Jang S.A., Kim K.S., Park C.B., Cho J.H., Kim S.C. // Peptides. 2008, V.29, P.1102-1108
- Bustillo M.E., Fischer A. L., LaBouyer M.A., Klaips J. A., Webb A.C., Elmore D.E. // Biochim. Biophys. Acta. 2014, V.1838, №9, P.2228-2233
- Podda E., Benincasa M., Pacor S., Micali F., Mattiuzzo M., Gennaro R., Scocchi M. // Biochim. Biophysi. Acta. 2006, V.1760, P.1732-1740