Ħarsa ġenerali lejn l-istruttura tal-proteina D7 u r-rwoli fiżjoloġiċi fin-Nematoċera tat-Tmigħ tad-Demm Parti 2
Jun 14, 2023
3.2. D7s tal-Irbit tal-Amine Bijoġeniċi
Hemm aktar minn 460 speċi ta 'Anopheles, maqsuma f'7 sottoġeneri [56]. S'issa, il-ġenoma ta' 18-il speċi ta' Anopheles (razez ta' referenza) ġew sekwenzati u huma disponibbli f'Vector Base, li jirrappreżentaw it-tliet subġeneri ewlenin medikament importanti ta' Anopheles: Cellia, Anopheles u Nyssorhynchus li jokkupaw reġjuni differenti fid-dinja u diverġew minn xulxin sa 100 miljun sena ilu (kif inhu l-każ bejn Cellia u Nyssorrhynchus) [57–59]. In-nemus Anopheles sp li l-ġenomi tagħhom ġew ippubblikati s'issa (Figura 2) għandhom 2–5 D7S (skont is-subġeneri u s-serje), flimkien ma' mill-inqas żewġ forom twal (D7L2 u D7L3), filwaqt li xi wħud għandhom it-tielet forma twila (D7L1, preżenti). f'xi serje Cellia u sottoġeneru Anopheles) [29,60].
Il-ġenoma huwa relatat mill-qrib mal-immunità. Il-ġenoma uman fih il-ġeni kollha meħtieġa għas-sistema immuni, inklużi ġeni għas-sistema immuni tal-mammiferi, ġeni għal infezzjonijiet virali u batterjali, u aktar. Dawn il-ġeni huma relatati mill-qrib mal-funzjoni normali tas-sistema immuni u jaffettwaw ir-reżistenza tan-nies u l-livell immuni.
Barra minn hekk, varjazzjonijiet differenti fil-ġenoma jistgħu wkoll jaffettwaw il-prestazzjoni u r-reżistenza tas-sistema immuni. Hemm ħafna polimorfiżmi tal-ġeni fil-ġenoma tal-bniedem, li jiddeterminaw il-grad ta 'reżistenza għall-mard f'popolazzjonijiet differenti. Pereżempju, l-antiġen tal-lewkoċiti umani (HLA) huwa ġene importanti fis-sistema immuni, u l-polimorfiżmu tiegħu jippermetti lil nies differenti jiżviluppaw risponsi immuni u reżistenza differenti.
F'dawn l-aħħar snin, bl-approfondiment tar-riċerka tal-ġenomika, aktar u aktar studji wrew li l-varjazzjoni ġenomika hija relatata mill-qrib mal-okkorrenza ta 'ħafna mard relatat mal-immunità. Pereżempju, mard awtoimmuni (bħal lupus, artrite rewmatojde, sklerożi multipla, eċċ.) u mard ta 'immunodefiċjenza (bħal AIDS, deni perjodiku, u sindromu ta' ulċera orali, eċċ.) huma kollha assoċjati ma 'varjazzjonijiet ġenomiċi.
Għalhekk, ir-riċerka tal-ġenoma hija ta 'sinifikat kbir biex tifhem il-funzjoni tas-sistema immuni, il-mekkaniżmu tal-mard, u trattament individwalizzat għal popolazzjonijiet differenti. Minn dan il-lat, jeħtieġ li ntejbu l-immunità. Cistanche jista 'jtejjeb l-immunità b'mod sinifikanti. Cistanche hija rikka f'varjetà ta 'sustanzi antiossidanti, bħal vitamina Ċ, vitamini, karotenojdi, eċċ Dawn l-ingredjenti jistgħu jneħħu r-radikali ħielsa, inaqqsu l-istress ossidattiv, u jtejbu l-immunità. reżistenza tas-sistema immuni.
Ikklikkja benefiċċji cistanche tubulosa
Ftit snin wara l-karatterizzazzjoni ta' Hamadarin, il-5 D7rs (D7r1-D7r5) li t-traskrizzjonijiet tagħhom kienu osservati qabel fil-glandoli tal-bżieq femminili Anopheles gambiae (Cellia) [27,32] ġew ikkaratterizzati [34]. Kollha kemm huma, ħlief D7r5, ġie rrappurtat li jorbtu serotonin b'affinitajiet għoljin ħafna (kostanti ta 'dissoċjazzjoni, KD, taħt 3 nM) kif ukoll istamina b'KD li jvarjaw minn 41 sa 111 nM. B'mod kurjuż, iżda mhux sorpriża, il-kapaċità tagħhom li jorbtu amini bijoġeniċi oħra u l-affinitajiet tagħhom għalihom kienet ukoll distinta (miġbura fil-qosor fit-Tabella 1), li tissuġġerixxi diverġenza tal-funzjoni fost membri differenti tal-familja D7, anke fi ħdan l-istess speċi. Fil-każijiet kollha, l-istekjometrija tal-irbit kienet 1:1, u l-analiżi tal-kompetizzjoni ssuġġerew li l-amini bijoġeniċi jaqsmu l-istess sit tal-irbit [34], kif aktar tard ikkonfermat mill-istruttura tal-kristall ta 'Anopheles gambiae D7r4 marbuta ma' serotonin u amini bijoġeniċi oħra [28] .
Ortologi ta' An. gambiae D7rs jinstabu fl-ispeċi Anophelines kollha analizzati, li l-ġenomi tagħhom huma annotati fil-Vector Base s'issa (Figura 2), għalkemm xi wħud tilfu membru wieħed jew aktar [29,60]. Irrispettivament mill-varjazzjoni fis-sekwenzi tul l-ispeċijiet u l-gruppi differenti, residwi kritiċi li jgħattu l-amini bijoġeniċi, identifikati bis-saħħa tad-dejta strutturali ta’ Anopheles gambiae D7r4 [28], huma estremament konservati prattikament fil-forom D7r1-D7r4 kollha madwar l-ispeċi li jappartjenu. għas-sottoġeneri Cellia, Nissorhynchus u Anopheles, li jissuġġerixxu li kollha żammew il-kapaċità li jorbtu s-serotonin [29]. Min-naħa l-oħra, l-ispeċi kollha D7r5 juru alterazzjonijiet f'diversi residwi kritiċi [29] li jissuġġerixxu li kif osservat b'mod sperimentali għal Anopheles gambiae D7r5 [34], tilfu l-abbiltà li jingħaqdu kwalunkwe amina bijoġenika.
B'mod kurjuż, filwaqt li l-forom Anopheline D7S jidhru li b'mod ġenerali kkonservaw il-kapaċità tagħhom ta' rbit ta' amine bijoġeniċi, dan mhux minnu għall-forom twal, fejn ħafna varjazzjoni, neo-funzjonalizzazzjoni, u telf ta' funzjoni huma osservati madwar l-ispeċi li jappartjenu għad-differenti. sottoġeneri.
L-ewwel Anopheles D7L li għandu jiġi kkaratterizzat, oriġinarjament jismu Anopheles stephensi D7L1 (AnSt-D7L1), issa huwa meqjus bħala D7L2 minħabba s-similaritajiet tiegħu ma 'An. forom gambiae intwerew li ma jistgħux jorbtu s-serotonin jew xi amini bijoġeniċi ttestjati iżda rabtu eikosanoids fid-dominju N-terminal tiegħu [30]. Bħal Anopheles gambiae, An. stephensi jappartjeni għas-sottoġeneru Cellia. Madankollu, reċentement membri D7L li jappartjenu għal subġeneri oħra Anopheline An. atroparvus D7L1 (Anopheles) u An. l-għeżież D7L2 (Nyssorhynchus) intwera li jorbot is-serotonin b'affinità għolja ħafna (fid-dominju C-terminal tagħhom) [29], li juri KDs komparabbli mal-forom qosra osservati ta' Anopheles gambiae [34] u forom twal Aedes [34,37,38 ]. Madankollu, b'mod ġenerali, il-kapaċità tagħhom li jorbtu amini bijoġeniċi oħra kienet nieqsa jew konsiderevolment aktar baxxa. It-telf tal-kapaċità li torbot is-serotonin osservat f'An. stephensi jista' jinftiehem aħjar bis-saħħa tad-dejta strutturali [30].
Fin-nemus Anopheline, il-proteini D7S (jew D7r) jallinjaw mad-dominju C-terminal ta 'Anopheles u Aedes D7L, u studji tal-kristallografija bir-raġġi X ikkonfermaw li l-proteini D7S u d-dominju C-terminal bħal OBP ta' D7L li jorbtu l-amina bijoġenika huma strutturalment simili ħafna. (28,29,36). Bħala karatteristika ġenerali, il-but li torbot serotonin/amina bijoġenika huwa kavità idrofobika miksija bi gruppi aromatiċi, imdawra minn 8 a-helizes li huma stabbilizzati bi 3 rabtiet disulfide (Figuri 1B u 3). preżenza ta 'xi residwi ċċarġjati polari fid-daħla tal-but (aċidi glutamiċi u aspartiċi) tippermetti bonds idroġenu mal-parti alifatika ta' serotonin (Figuri 3 u 4) Il-ligand huwa stabilizzat aktar minn bond idroġenu ffurmat bejn il-grupp indole tiegħu u a tyrosine (lyr 94 f'An. gambiaeD7r4 Figura 3).Residwi magħrufa li huma importanti għat-twaħħil ta 'serotonin/amina bijoġenika huma enfasizzati f'kaxxi griżi fil-Figura 4. L-allinjament juri li ħafna minnhom huma kkonservati, minkejja d-differenza fir-residwi l-oħra, anke fil-proteini murija li ma jorbtux amini bijoġeniċi, bħal An. stephensi D7L1, fejn it-telf tal-irbit huwa dovut għal ftit modifiki tar-residwi (Figura 4).
F'xi proteini, il-grupp serotonin 5-hydroxyl jifforma rabta idroġenu b'histidine (Figuri 3 u 4 enfasizzati b'kaxxa blu) kif osservat f'D7r4 u Aedes aegypti D7L1 (His 35 fl-ewwel u His 189 fl- it-tieni). Dan His huwa sostitwit b'alanine (Ala-190) f'An-StD7L1, iżda dan ma jkunx biżżejjed biex jispjega t-telf tal-funzjoni osservat, peress li An. darlingi D7L2 (subgenus Nyssorhynchus) u An. iteroparous D7L1 (subgenus Anopheles) jorbot is-serotonin minkejja li dan His huwa sostitwit b'methionine jew alanine, rispettivament [29]. Għalhekk, id-differenza kritika li tiddistingwi Anopheles stephensi D7L1 minn mosquito D7s li torbot is-serotonin hija t-telf tat-tieni u l-aħħar cysteine fid-dominju C-terminal tagħhom (kaxxi ħodor u ħomor tad-dominju C-terminal, Figura 4). Dawn iż-żewġ residwi jifformaw it-tieni rabta disulfide tas-C-terminal, ir-raba 'tal-proteina kollha, għalhekk immarkata bħala DS4. Fin-nuqqas tagħhom hemm bidla ta 'helix H2 u tkebbib ta' helix B2, bħala riżultat, W173, li mill-mod ma jkunx preżenti fl-amine bijoġeniċi vinkolanti D7s, u R177 (AnSt-D7L1) tokkupa parti mill-but vinkolanti, tispjega l-inkapaċità tagħha li torbot l-amini bijoġeniċi, kif muri u diskuss fid-dettall qabel [30].
In-nuqqas ta 'dawn iż-żewġ cysteines hija osservata wkoll fid-D7L1s u d-D7L2s kollha espressi fl-ispeċi kollha li jappartjenu għas-sottoġeneru Cellia li jwassal għas-suġġeriment li setgħu tilfu l-funzjoni ta' rabta tal-amina bijoġenika wkoll [29]. Din l-ipoteżi hija appoġġjata aktar mill-osservazzjoni tal-mudelli tagħhom, mibnija bl-użu ta 'AlphaFold [61] (Figura 5). Bħall-osservat b'mod sperimentali għal An. stephensi D7L1 [30], in-nuqqas ta’ DS4 fil-proteini Cellia D7L1 u D7L2 huwa akkumpanjat minn bidla fil-pożizzjoni tal-helix H2 u arranġamenti oħra strutturali li jwasslu għal but C-terminal aktar goff b’residwi li jokkupaw parti mill-kavità li ma jħallux biżżejjed spazju biex jakkomoda serotonin jew amini bijoġeniċi oħra (Figura 5). Min-naħa l-oħra, il-grad ta 'tkeċċija fl-helix B2 osservat jiddependi fuq l-ispeċi jew jista' jkun riżultat ta 'helix aktar instabbli li tkun għaddejja minn stat għall-ieħor.
Grupp ieħor ta 'forom twal huwa D7L3, preżenti fl-ispeċi Anopheles kollha bil-ġenomi disponibbli s'issa. Anopheles gambiae D7L3 jorbot is-serotonin b'affinità u speċifiċità għolja [29], u d-dominju C-terminal tiegħu għandu l-aċidi amminiċi kritiċi kollha murija li huma involuti fl-interazzjoni amine bijoġenika [28] konservati (Figura 4) u bl-istess dispożizzjoni spazjali bħal D7r4 [29]. Din il-konservazzjoni kienet osservata wkoll fid-D7L3s kollha analizzati mill-ispeċi Anopheles, irrispettivament mis-subġeneri, li jissuġġerixxi li din il-forma, li tinsab f'pożizzjoni maġenb forom qosra fil-clusters D7, ikkonservat din il-funzjoni f'dawn l-ispeċi kollha [29].
Fin-nemus Culicinae, jinstabu wkoll ortologi D7S u 2 D7Ls (D7L1 u D7L2). Madankollu, għall-kuntrarju ta' dak osservat f'Anophelinae, il-forom qosra tagħhom ma jorbtux amini bijoġeniċi skont ir-riżultati rrappurtati għal Aedes aegypti (AeD7S1) u Culex quinquefasciatus (D7CQS1) [29], filwaqt li l-forom twal tagħhom s'issa kkaratterizzati, bl-eċċezzjoni ta' Culex quinquefasciatus D7L1, għandhom affinità għolja ħafna għal dawk il-ligandi (speċjalment serotonin) kif irrappurtat għal Aedes aegypti D7L1 (preċedentement jismu AeD7L) u D7L2 [34,37], Ae. albopictus (D7L1) [38] u Culex quinquefasciatus (CxD7L2) [39]. Id-dejta strutturali tissuġġerixxi li t-telf tal-funzjoni fil-forom qosra tagħhom, minkejja li jkun fih is-6 ċisteini kkonservati kollha u li huma komposti minn -helizes, huwa dovut għal tqassir fir-reġjun C-terminal tagħhom nieqes -helix H2, u differenzi konsegwenti fil--helix. arranġamenti li jwasslu għall-imblukkar tal-but tal-irbit [29]. Importanti ħafna, il-culicines m'għandhomx D7L3, il-forma twila li f'Anopheles sp. tinsab immedjatament ħdejn il-forom qosra fil-cassette, u peress li ħafna mid-DS (D7r1–r4) f'Anopheles, jorbot is-serotonin [29].
L-amini bijoġeniċi huma medjaturi ta 'proċessi diversi involuti fir-risponsi tal-vertebrati għall-gdim, ħafna drabi jgħaqqduhom flimkien [6,62]. L-istamina, pereżempju, hija medjatur qawwi ta' reazzjonijiet infjammatorji u allerġiċi u hija rilaxxata permezz ta' degranulazzjoni taċ-ċelluli mast. Jattiva l-endotelju, iżid il-permeabilità vaskulari, u jippromwovi ħakk u uġigħ [63-67]. Huwa magħruf ukoll li jippromwovi l-kontrazzjoni tal-muskoli lixxi. Serotonin u norepinephrine rilaxxati fil-pront minn plejtlits attivati u newtrofili huma agonisti tal-aggregazzjoni tal-plejtlits u l-vasokostrizzjoni. Is-serotonin huwa wkoll involut fir-rispons infjammatorju billi jattiva l-endotelju u jippromwovi ħakk u uġigħ [6]. L-effettività u s-sinifikat ta 'dawn id-D7s għall-bijoloġija tal-vettur intwerew mill-kapaċità tagħhom li jinibixxu l-kontrazzjoni tal-muskoli lixxi [34,37] indotti minn amini bijoġeniċi differenti u jinterferixxu mal-attivazzjoni tal-plejtlits medjata mis-serotonin [38].
3.3. Eicosanoid Binding D7s (id-Dominju N-Terminal tad-D7Ls)
Il-fatt li l-forom D7L għandhom żewġ oqsma li jixbħu lill-OBP qajjem il-possibbiltà li dawn il-proteini jistgħu jżommu ligandi oħra fid-dominju N-terminal tagħhom. Tabilħaqq, Ae. aegypti D7L1, magħrufa li torbot amini bijoġeniċi [34], kienet l-ewwel forma twila murija li torbot cysteinyl leukotrienes (CysLTs) u leukotriene B4 (LTB4) mill-N-terminal tagħha [36]. Ftit wara, An. stephensi D7L1 (AnSt-D7L1), li ma torbotx amini bijoġeniċi jew kwalunkwe ligand ittestjat ieħor fid-dominju C-terminal tiegħu, intwera li jorbot mhux biss CysLTs b'affinità estremament għolja iżda wkoll analogi ta' tromboxane A2 (TXA2) (U46619 u tromboxane karboċikliku). ) [30]. L-analiżi tal-kalorimetrija tat-titrazzjoni iżotermika (ITC) u d-dejta strutturali wrew li ż-żewġ ligandi jaqsmu mill-inqas parti mis-sit ta 'rbit li jinsab fid-dominju N-terminal tiegħu [30].
Proteini D7L1 u L2 oħra fin-nemus Culicinae u Anophelinae intwerew ukoll li jorbtu eicosanoids, iżda b'affinitajiet u speċifiċitajiet differenti, minbarra l-kapaċità tagħhom li jorbtu s-serotonin. F'Culicinae (Ae. aegypti D7L2 [37], Ae. albopictus D7L1 [38], u Cu. quinquefasciatus D7L2 [39]) intwerew li jorbtu CysLTs u LTB4 (dawn tal-aħħar biss f'Aedes), iżda b'affinitajiet ferm aktar baxxi milli rrappurtati. għal Ae. aegypti D7L1. Interessanti, huma kisbu l-abbiltà li jorbtu U46619. Fin-nemus Anophelinae. An. iteroparous D7L1 (Anopheles) jorbot lil CysLTs, iżda b'affinità baxxa, filwaqt li An. darling D7L2 (Nyssorhynchus) jorbot lil CysLTs b'affinità għolja ħafna u analogi TXA2 (U46619) [29]. Dawn il-proteini D7s huma bi-funzjonali peress li jorbtu wkoll is-serotonin.
Tqabbil tar-residwi tas-sit tal-irbit minn kristalli kumplessi tal-ligand minn An. darlingi D7L2, An. stephensi D7L1 u Ae. aegypti D7L1 [29,30,36] ippermetta l-assenjazzjoni ta 'residwi kritiċi għall-irbit eicosanoid fid-dominju N-terminal (enfasizzat fil-Figura 4). Ta’ importanza partikolari għall-istabbilizzazzjoni tal-ligandi huma Trp-37, Trp-40, u Tyr{-52 (AnSt-D7L1 bħala referenza), u meta dan tal-aħħar jiġi sostitwit minn Phe (isfar arrowhead Figura 4), kif osservat f'Ae. aegypti D7L1, tintilef il-kapaċità li torbot TXA2 minbarra CysLTs. Daqstant importanti hija l-preżenza ta' Lys-152 li jifforma bond tal-idroġenu jew pont tal-melħ mal-karbossil tal-ekosanoid. Ħafna minn dawn ir-residwi ewlenin huma kkonservati f'D7L1s u D7L2, speċjalment f'dan tal-aħħar, preżenti fi speċi Anophelinae oħra analizzati, li jissuġġerixxi li irrispettivament mis-subġeneru huma kkonservaw mill-inqas forma waħda twila (D7L1 u/jew D7L2) li kapaċi torbot. cysteinyl leukotrienes [29], kif muri aktar reċentement bħala l-każ ta' Anopheles gambiae D7L1 u D7L2 [68]. Dawn iż-żewġ An. gambiae D7Ls ma setgħux jorbtu amini bijoġeniċi iżda ppreservaw l-abbiltà li jorbtu eicosanoids [68], mhux sorpriża minħabba x-xebh tagħhom (speċjalment il-forma D7L2) ma 'Anopheles stephensi D7L1 deskritt qabel (issa L2) [30] u li ż-żewġ speċi jappartjenu għas-subġeneru. Cellia u D7L1 u L2 tagħhom m'għandhomx id-DS4 fuq id-dominju C-terminal.
Ta’ min jinnota, filwaqt li d-D7L3s huma preżenti fl-ispeċi Anopheles kollha u għandhom ir-residwi tagħhom marbuta mal-irbit tas-serotonin f’C-terminal estremament konservati, it-terminal N tal-ispeċi kollha kienu mbassra li ma jistgħux jorbot eicosanoids minħabba sostituzzjonijiet sinifikanti f’residwi li huma magħrufa li tkun importanti għal dan il-kompitu. Din l-ipoteżi ġiet ikkonfermata b’mod sperimentali meta l-ITC kienet wera li An. gambiae D7L3 ma jorbot l-ebda eicosanoid ittestjat [29].
Interessanti ħafna, il-forom D7L jinstabu wkoll fil-dubbien tar-ramel (familja: Psychodidae) [17,69] minkejja d-distanza evoluttiva bejniethom u n-nemus (Culicidae). Forom twal ikkaratterizzati fil-bżieq ta 'żewġ speċi differenti ta' Phlebotomus (P. papatasi u P. duboscqi) żammew il-kapaċità li jorbtu CysLTs b'affinitajiet estremament għoljin u analogi TXA2 [40]. Dejta strutturali miksuba minn P. papatasi D7L1 wriet li t-twaħħil eicosanoid seħħ ukoll fl-N-terminal, b'mod simili kif deskritt għal D7L tan-nemus, filwaqt li t-terminal C tiegħu kien iqsar u maqtugħ, għalhekk ma jistax jorbot l-amini bijoġeniċi [ 40].
Osservazzjonijiet tal-fossili jissuġġerixxu li l-ewwel Diptera dehru fit-Triassiku, aktar minn 240 miljun sena ilu (MYA). Sa tmiem l-ordnijiet Triassic, Culicomorpha, u Psychodomorpha dehru, li jfisser li n-nisel tan-nemus u tad-dubbien tar-ramel diverġew aktar minn 200 MYA, probabbli ħafna minn antenat fitofagu, li jissuġġerixxi li żviluppaw il-vizzju li jieklu mid-demm b'mod indipendenti [5,70]. ]. Dan huwa sostnut mill-fatt li ħafna mill-familji tal-proteini tal-glandola tal-bżieq li jinsabu esklussivament fin-Nematocera huma differenti bejn il-familji Psychodidae u Culicidae, li jfisser li huwa diffiċli ħafna li jiġu assenjati ortologi bejniethom [5]. Għalhekk, mosquito u sandfly D7Ls, probabbilment oriġinaw b'mod indipendenti minn ġene antenati simili jew komuni, li x'aktarx jikkodifika għal OBP, li aktar tard ġie rreklutat b'mod indipendenti għas-sialome tagħhom u kisbu dik il-funzjoni b'evoluzzjoni konverġenti. Din l-ipoteżi hija sostnuta aktar mill-osservazzjoni li għandhom strutturi intron/exon differenti [40].
In-nuqqas ta 'ortoloġi D7S fil-dubbien tar-ramel u l-inkapaċità ta' l-ortoloġi D7L tagħhom li jorbtu amini bijoġeniċi ma jfissirx li l-bżieq tagħhom m'għandhomx molekuli biex jissekwestraw dawn il-miri. Tabilħaqq, fil-bżieq tas-sand fly familja oħra ta 'proteini "Yellow" ħadet f'idejha l-funzjoni li torbot l-amini bijoġeniċi [71], filwaqt li l-familja l-oħra ta' proteina simili OBP PdSP15 misjuba fil-bżieq tagħhom taġixxi billi tinibixxi l-attivazzjoni tal-passaġġ ta 'kuntatt [41]. Dan huwa eżempju kbir ta 'kif l-evoluzzjoni indipendenti twassal għal repertorji differenti ta' proteini li jimmiraw l-istess molekuli.
Leukotrienes (CysLTs u LTB4) huma medjaturi qawwija ta 'infjammazzjoni u allerġija mnixxija minn ċelluli mast attivati u ċelluli immuni oħra bħal eosinophils u makrofaġi, kif ukoll ċelluli epiteljali u endoteljali [72]. CysLTs huma rilaxxati bħala reazzjoni għall-gdim tan-nemus flimkien mal-istamina [62], li jikkawżaw żieda fil-permeabilità vaskulari fil-ġilda [63] u konsegwenti eritema u formazzjoni tar-rokka [73,74], filwaqt li LTB4 huwa magħruf bħala kimoattrattant responsabbli biex jattira ċelluli immuni. lejn is-sit tar-rispons [72]. L-abbiltà li torbot dawn il-medjaturi pro-infjammatorji qawwija tkun importanti biex tinibixxi l-attivazzjoni tal-endotelju, il-formazzjoni ta 'edema, l-infiltrazzjoni taċ-ċelluli immuni, ħakk, u uġigħ attivat minn dawn l-eicosanoids, għalhekk jipprevjenu jew idewmu l-għarfien tal-ospitanti u jippermettu lil dawn l-insetti jieklu d-demm. Dan l-effett anti-infjammatorju intwera f'mudelli tal-ġrieden meta l-injezzjoni ta' Ae. albopictus D7L1 (li jorbot LTB4, CysLTS, u amini bijoġeniċi, minbarra affinità baxxa għal U46619) 10 min qabel sfida pro-infjammatorja b'-glucan minn Saccharomyces cerevisiae naqqas l-influss ta 'ċelluli immuni fil-kavità peritoneali [38].
Thromboxane A2 jiġi prodott u mnixxi minn platelets attivati b'reazzjoni għall-espożizzjoni tal-kollaġen. Imbagħad jeħel mar-riċetturi tiegħu preżenti fuq il-wiċċ tal-plejtlits li jippropaga l-attivazzjoni tal-plejtlits u jsaħħaħ l-aggregazzjoni [75,76]. Importanti ħafna, minbarra l-plejtlits TXA2 inixxu wkoll molekuli pro-emostatiċi u pro-infjammatorji oħra, bħal ADP, serotonin, polyphosphate, u norepinephrine [6]. TXA2 jippromwovi wkoll il-vasokostrizzjoni [77,78] u aktar reċentement intwera li jqanqal risponsi ta' ħakk u grif fil-ġrieden [79,80].
Diversi D7Ls intwerew li jorbtu U46619, analogu TXA2 aktar stabbli permezz ta 'esperimenti ITC u wrew li jinibixxu l-aggregazzjoni tal-plejtlits in vitro indotta minn U46619. Importanti, dawn il-proteini inibixxu wkoll l-aggregazzjoni tal-plejtlits indotta mill-aċidu arakidoniku (prekursur ta 'tromboxane A2) u konċentrazzjonijiet aktar baxxi ta' kollaġen (li fihom l-aggregazzjoni tal-plejtlits tiddependi fuq TXA2 u ADP biex isaħħu s-sinjal), li jipprova li huma tabilħaqq kapaċi jorbtu TXA2 sintetizzat tal-plejtlets, u mhux biss l-analogu stabbli tiegħu użat għall-ITC u l-esperimenti tal-kristallografija [29,30,37,38,40].
CysLTs u TXA2 huma magħrufa wkoll li jippromwovu l-kontrazzjoni tal-muskoli lixxi. Assays wrew li An. stephensi D7L1 (issa kklassifikat bħala D7L2), pereżempju, kien kapaċi jinibixxi l-kontrazzjoni tal-ileum tal-fniek tal-Indi li ppromwova LTC4-u U46619-promwova l-kontrazzjoni tal-aorta tal-firien in vivo [30].
OBPs tal-insetti kienu oriġinarjament deskritti f'appendiċi tax-xamm u tat-togħma, fejn jorbtu, solubilizzaw u jġorru s-semjokimiċi, kif ukoll jirregolaw it-tul tar-rispons tar-riħa. Aktar tard intwerew li huma preżenti wkoll f'organi mhux sensorji, bħall-musrana tan-nofs, glandoli aċċessorji, testikoli, reċipjent seminali, tubuli Malpighian, u anke fil-glandola tal-velenu tal-wasp, li jindika li jista 'jkollhom firxa wiesgħa ta' ligandi u l-funzjonijiet tagħhom huma mhux ristrett għal chemoreception (revedut f'[20,21]). Għalhekk, ħafna mill-analiżi tal-irbit u d-dejta tal-istruttura disponibbli saru b'ligandi bħal feromoni, molekuli ta 'riħa, alkoħol u komposti organiċi sintetiċi oħra [20,26,81-84]. L-ebda insetti OBP ma ġie muri li jorbot amini bijoġeniċi s'issa. Madankollu, xi OBPs intwerew li jorbtu alkoħol xaħmi ta’ katina twila, bħal bombykol, feromone prodott minn Bombyx mori [82], jew aċidi grassi ta’ katina twila u aċidu arakidoniku, il-prekursur ta’ eicosanoids kif irrappurtat għal Aedes aegypti OBP22 [85, 86], pereżempju. Ae. aegypti OBP22 huwa preżenti fl-antenna, il-proboscide femminili, u l-organi riproduttivi maskili u jiġi trasferit lin-nisa waqt it-tgħammir [86], li jissuġġerixxi li l-funzjoni tiegħu mhix ristretta għal kimoreċezzjoni. Studji strutturali juru li fi stat ħieles mill-ligand, din il-proteina hija magħmula minn 6 -helizes bħall-OBPs klassiċi tal-insetti. Madankollu, fil-preżenza ta 'ligand, OBP22 jgħaddi minn bidla konformazzjonali fit-terminal C tiegħu li jifforma s-seba' helix [85] li jkabbar il-but tal-irbit. Ta 'min jinnota, l-awturi osservaw li dan l-OBP għandu l-ogħla xebh mad-dominju N-terminal tal-proteini D7L, u s-seba' helix tiegħu ffurmat malli jorbot ma' aċidi grassi jokkupa pożizzjoni simili ħafna għas-seba' helix osservat f'dawn id-dominji li jorbtu mal-lipidi D7L [85 ].
3.4. D7s li torbot ADP
Culex quinquefasciatus D7L1 (CxD7L1), b'mod differenti minn kwalunkwe D7L ikkaratterizzat s'issa ma jistax jorbot eicosanoids jew amini bijoġeniċi, probabbilment minħabba ftit modifiki iżda importanti f'xi pożizzjonijiet kritiċi fil-bwiet terminali N u C tagħhom, bħall-preżenza ta 'gliċina minflok l-aċidu glutamiku fil-pożizzjoni 155, li huwa importanti ħafna li tifforma rabta idroġenu mal-grupp 5-hydroxyl taċ-ċirku serotonin indole fil-maġġoranza ta 'D7s li jorbtu amine bijoġeniċi, kif ukoll histidine fil-pożizzjoni 172 minflok tyrosine, kif osservat fil-maġġoranza tal-proteini D7 bijoġeniċi li jorbtu l-amine (Figura 4). Minflok, intwera li jorbot derivattivi fosforilati ta 'adenosine ATP, ADP, u AMP (50adenosine tri-, di, u mono diphosphate, rispettivament) b'affinità għolja, adenosine, u adenine b'affinitajiet sinifikament aktar baxxi [39]. Partikolarità oħra hija l-fatt li l-interazzjoni mal-ligands tagħha sseħħ bejn id-dominji simili tal-OBP N- u C-terminal, aktar milli kavitajiet ġewwa xi wieħed minnhom [39].
Il-konċentrazzjonijiet intraċellulari ta 'ATP u ADP jinżammu sewwa u meta jkun hemm xi korriment, ADP u ATP huma rilaxxati fil-ambjent extraċellulari wara liżi taċ-ċelluli u jistgħu jaġixxu bħala molekuli pro-infjammatorji u pro-emostatiċi [76,87]. L-ADP jattiva l-aggregazzjoni tal-plejtlits u jiġi mnixxi minn platelets attivati b'reazzjoni għal agonisti, bħal kollaġen espost wara korriment vaskulari, biex ikompli jippropaga l-aggregazzjoni [76,88]. Minħabba l-abbiltà tiegħu li jorbot l-ADP, CxD7L1 [39] intwera li jinibixxi l-bidla fil-forma tal-plejtlits indotta minn konċentrazzjonijiet aktar baxxi ta 'kollaġen, kif ukoll aggregazzjoni attivata minn dożi ogħla (1 µM) ta' ADP u dożi aktar baxxi ta 'kollaġen li fihom l-aggregazzjoni tiddependi fuq is-sekrezzjoni tat-tieni medjaturi bħal ADP u TXA2.
4. Proteina li torbot l-ormoni tal-minorenni tan-nemus (mJHBP): X'Inhi Proteina D7-like Doing in Mosquito Hemolymph?
Fl-2017 Kim u l-kollegi [89], biex isibu D7-proteini relatati espressi barra mill-glandoli tal-bżieq, sabu u ddeskrivew proteina ġdida primarjament preżenti fl-emolinfa tal-pupae u adulti (irġiel u nisa) Aedes aegypti nemus. Orthologues ta 'din il-proteina nstabu wkoll fi speċi Anopheles u Culex differenti, li jaqsmu aktar xebh mill-proteini D7 tal-bżieq tagħhom. Bħal forom twal D7 tal-bżieq, din il-proteina għandha żewġ oqsma li jixbħu lill-OBP. It-terminal N tiegħu kkonserva ħafna mir-residwi murija li huma involuti fl-irbit ta' eicosanoid fid-D7s tal-bżieq, li jissuġġerixxi but li jgħaqqad il-lipidi jista' jkun preżenti, filwaqt li l-kompożizzjoni C-terminal tiegħu kienet differenti ħafna minn kwalunkwe D7/D7-bħal ieħor deskritt s'issa. L-esperimenti tal-ITC wrew li din il-proteina, imsejħa mosquito Juvenile Hormone-Binding Protein (mJHBP), ma tistax torbot eicosanoids iżda għandha affinità u speċifiċità għolja għall-ormon tal-minorenni (JH). Id-dejta strutturali turi li tabilħaqq l-arkitettura tad-dominju N-terminal tagħha hija simili għall-kontropartijiet tagħhom fil-proteini D7L, li fiha żewġ rabtiet disulfide u hija magħmula minn 7 -helizes u li fiha ħafna mir-residwi involuti fl-interazzjoni tagħha ma 'JH III. Madankollu, b'mod differenti minn dawk osservati għall-proteini D7L tal-bżieq deskritti s'issa, xi wħud mir-residwi C-terminal jipparteċipaw ukoll fit-twaħħil, speċjalment l-estensjoni tal-helix -13 li tagħlaq id-daħla tal-but tal-irbit [89]. Importanti ħafna, kif ukoll indirizzata mill-awturi, din il-proteina hija strutturalment kompletament differenti mill-proteina li tgħaqqad l-ormoni tal-minorenni hemolymph deskritta s'issa f'Bombix mori [90].
L-ormon tal-minorenni jirregola l-aktar proċessi diversi fl-insetti inklużi l-iżvilupp [91], it-tmut u l-metamorfożi [92], ir-riproduzzjoni u l-ooġenesi [93-95], u l-immunità [96,97]. Meta r-rwol fiżjoloġiku ta 'Aedes aegypti mJHBP ġie studjat billi tneħħi l-ġene tiegħu minn CRISPR-cas9, ma ġie osservat l-ebda effett fuq l-iżvilupp, it-tkabbir jew ir-riproduzzjoni [98]. Madankollu, in-nemus knocked-out (KO) kellhom rispons immuni intrinsiku indebolit, u kienu aktar suxxettibbli għal infezzjoni batterika meta kkontestati b'dożi subletali ta' E. coli u pproduċew ammonti ferm aktar baxxi ta' peptidi antimikrobiċi wara infezzjoni meta mqabbla man-nemus tat-tip selvaġġ (WT). . Dawn l-effetti kienu konsistenti man-numru aktar baxx u l-kompożizzjoni differenti ta 'emoċiti fin-nemus KO osservati mill-awturi [98].
5. Konklużjonijiet
Proteini salivarji li jixbħu lill-OBP, bħall-membri tal-familja D7 u PdSP15, għandhom rwol kruċjali biex jiffaċilitaw l-għalf tad-demm, jimmiraw molekuli differenti involuti fl-emostasi tal-ospitanti u r-rispons infjammatorju. Id-duplikazzjoni tal-ġeni tal-ġeni tal-bżieq, inklużi D7s, u mutazzjoni rapida jwasslu għall-qligħ u t-telf ta 'funzjonijiet fi ħdan membri tal-familja differenti. Din id-diversità mhijiex esklussiva għall-proteini D7 u ġiet deskritta f'familji oħra bħal lipokalin tal-insetti [6,7].
Id-difiżi ospitanti għall-gidma mhumiex esklussivi għal Diptera ematofagi, u lanqas il-mira jew il-preżenza ta 'proteini li jindirizzawhom. Madankollu, il-mod kif jingħelbu dawn l-isfidi huwa divers fost il-gruppi ta 'artropodi minħabba l-evoluzzjoni indipendenti tal-ematofaġija li tirriżulta f'repertorju wiesa' ta 'proteini biex jikkontrobattu r-risponsi emostatiċi, infjammatorji u immuni tal-host [2,4,5,7,15,16] . Pereżempju, il-proteini D7 jistgħu jorbtu amini bijoġeniċi u eicosanoids. Fil-qurdien u triatomine bugs lipocalins (evoluzzjoni indipendenti), familja ta 'proteini kompletament differenti b'arkitettura distinta ħafna komposta minn 8 folji antiparalleli madwar but vinkolanti, tieħu f'idejha dawn il-funzjonijiet [7,99-105]. Fil-dubbien tar-ramel, D7s ta' forma qasira huma assenti, u l-funzjoni ta' rbit ta' amine bijoġeniċi hija meħuda mill-familja tal-proteini "isfar" [71], filwaqt li għandhom D7Ls li jgħaqqdu l-ekosanoids [40].
Culex quinquefasciatus D7L1, b'mod differenti minn D7s oħra, jorbot ADP. Apirażi, enżimi li jikkatalizzaw l-idroliżi ta 'ATP u ADP għal AMP u Pi (fosfat inorganiku) kif ukoll proteini li jorbtu ADP u 50nukleotidasi ġew deskritti fil-bżieq ta' speċi diversi ta 'artropodi ematofagi, biex ma nsemmux proteini oħra li jinibixxu l-aggregazzjoni tal-plejtlits li jimmiraw molekuli oħra. bħal kollaġen u trombina (revedut minn [76]).
Il-fehim tal-kompożizzjoni tal-bżieq huwa kruċjali għall-istudju tal-bijoloġija tal-vettur u l-interazzjoni tiegħu mal-ospitant. Barra minn hekk, jipprovdi informazzjoni siewja għall-iżvilupp ta 'approċċi ġodda ta' kontroll ta 'mard li jinġarr mill-vettur. Pereżempju, fil-biċċa l-kbira tal-mard li jinġarr mill-vettur il-patoġenu jiġi injettat fl-ospitanti flimkien mal-vector bżieq waqt il-gidma. Il-fatt li xi proteini tal-bżieq huma immunoġeniċi, jagħmilhom għodod epidemjoloġiċi kbar bħala bijomarkaturi għall-espożizzjoni tal-bniedem għall-gidma tal-vettur, kif irrappurtat għall-estratt tal-proteina tal-glandola tal-bżieq Aedes [106] u An. gambiae D7s [107]. Il-ħila tagħhom li jqanqlu risponsi immuni tagħmilhom ukoll kandidati kbar għall-vaċċin, bħalma huwa l-każ ta 'PdSP15, proteina tal-bżieq bħal OBP murija bħala kandidat promettenti għall-vaċċin kontra leishmaniasis tal-ġilda [47].
Kontribuzzjonijiet tal-Awtur:
PHA u JFA rrevedew il-letteratura, kitbu l-ewwel abbozz tal-manuskritt, irrevedew b'mod sostanzjali l-abbozzi sussegwenti, u approvaw il-verżjoni finali. L-awturi kollha qraw u qablu mal-verżjoni ppubblikata tal-manuskritt.
Finanzjament:
Dan ix-xogħol kien iffinanzjat mill-Programm ta 'Riċerka Intramural tan-NIAID, Istituti Nazzjonali tas-Saħħa.
Dikjarazzjoni tal-Bord ta' Reviżjoni Istituzzjonali:
Ma japplikax.
Dikjarazzjoni ta' Kunsens Informat:
Ma japplikax.
Dikjarazzjoni tad-Disponibbiltà tad-Data:
Ma japplikax.
Rikonoxximenti:
L-awturi jirringrazzjaw lil José Marcos Chaves Ribeiro talli rreveda dan il-manuskritt u pprovda suġġerimenti u kummenti siewja.
Kunflitti ta' Interess:
L-awturi ma jiddikjaraw l-ebda kunflitt ta' interess.
Referenzi
1. Ribeiro, JM Ir-rwol tal-bżieq fit-tmigħ tad-demm mill-artropodi. Annu. Dun Entomol. 1987, 32, 463–478. [CrossRef] [PubMed]
2. Ribeiro, JM; Francischetti, IM Rwol tal-bżieq tal-artropodi fit-tmigħ tad-demm: Perspettivi Sialome u post-sialome. Annu. Dun Entomol. 2003, 48, 73–88. [CrossRef] [PubMed]
3. Graca-Souza, AV; Maya-Monteiro, C.; Paiva-Silva, GO; Braz, GR; Paes, MC; Sorgine, MH; Oliveira, MF; Oliveira, PL Adattamenti kontra t-tossiċità tal-heme fl-artropodi li jitimgħu d-demm. Insetti Biochem. Mol. Biol. 2006, 36, 322–335. [CrossRef] [PubMed]
4. Ribeiro, JM Artropodi li jitimgħu d-demm: Siringi ħajjin jew farmakoloġi invertebrati? Infetta. Aġenti Dis. 1995, 4, 143–152. [PubMed]
5. Ribeiro, JM; Mans, BJ; Arca, B. An ħarsa lejn is-sialome ta 'Nematocera li tmigħ id-demm. Insetti Biochem. Mol. Biol. 2010, 40, 767–784. [CrossRef]
6. Ribeiro, JMC; Arcà, B. Kapitlu 2 minn Sialomes sas-Sialoverse. Fl-Avvanzi fil-Fiżjoloġija tal-Insetti; Elsevier: Amsterdam, l-Olanda, 2009; pp. 59–118.
7. Andersen, JF Struttura u mekkaniżmu fil-proteini tal-bżieq minn artropodi li jitimgħu d-demm. Toxicon 2010, 56, 1120–1129. [CrossRef]
8. Arca, B.; Ribeiro, JM Bżieq ta 'insetti ematofagi: Sett ta' għodod multidimensjonali. Curr. Opinja. Insetti Sci. 2018, 29, 102–109. [CrossRef]
9. Cornwall, J.; Patton, W. Xi osservazzjonijiet dwar is-sekrezzjoni tal-bżieq ta 'l-insetti u l-qurdien commoner li jerdgħu d-demm. Indjan J. Med. Res. 1914, 2, 569–593.
10. Lester, H.; Lloyd, L. Noti dwar il-Proċess tad-Diġestjoni fit-Tsetse-dubbien. Bull. Entomol. Res. 1928, 19, 39–60. [CrossRef]
11. Ribeiro, J.; Garcia, E. Ir-rwol tal-glandoli tal-bżieq fl-għalf f'Rhodnius prolixus. J. Exp. Biol. 1981, 94, 219–230. [CrossRef]
12. Ribeiro, JM; Rossignol, PA; Spielman, A. Rwol tal-bżieq tan-nemus fil-post tal-vini tad-demm. J. Exp. Biol. 1984, 108, 1–7. [CrossRef]
13. Ribeiro, J.; Rossignol, P.; Spielman, A. Apyrase tal-glandola salivarju jiddetermina l-ħin tal-istħarriġ fin-nemus anofelini. J. Insect Physiol. 1985, 31, 689–692. [CrossRef]
14. Valenzuela, JG Approċċi ta' produzzjoni għolja biex jiġu studjati proteini u ġeni tal-bżieq minn vettori tal-mard. Insetti Biochem. Mol. Biol. 2002, 32, 1199–1209. [CrossRef] 15. Mans, B.; Francischetti, I. Perspettivi Sialomic dwar l-evoluzzjoni tal-imġieba tal-għalf tad-demm f'Artropodi: Terapewtika futura b'disinn naturali. F'Tossini u Hemostasis; Springer: Dordrecht, l-Olanda, 2010; pp. 21–44.
16. Irġiel, BJ Evoluzzjoni ta 'mekkaniżmi ta' kontroll emostatiċi u infjammatorji vertebrati f'artropodi li jitimgħu d-demm. J. Innate Immun. 2011, 3, 41–51. [CrossRef] [PubMed] 17. Valenzuela, JG; Charlab, R.; Gonzalez, EC; de Miranda-Santos, IK; Marinotti, O.; Francischetti, IM; Ribeiro, JM Il-familja D7 ta 'proteini tal-bżieq f'Diptera li jreddgħu d-demm. Insett Mol. Biol. 2002, 11, 149–155. [CrossRef] [PubMed]
18. Calvo, E.; de Bianchi, AG; James, AA; Marinotti, O. Il-proteini ewlenin li jinħallu fl-aċidu tal-glandoli tal-bżieq femminili adulti Anopheles darlingi jinkludu membru tal-familja ta' proteini relatata ma' D7-. Insetti Biochem. Mol. Biol. 2002, 32, 1419–1427. [CrossRef]