○張喜貴孟長(zhǎng)明陳昌福
(1河南省新鄉(xiāng)市康大消毒劑有限公司,河南新鄉(xiāng) 453700;2華中農(nóng)業(yè)大學(xué),武漢 430070)
②生物學(xué)功能Crustins具有抗菌活性和蛋白酶抑制劑活性。在WAP結(jié)構(gòu)域中,N端帶正電荷的氨基酸和疏水性氨基酸的正確定位可使蛋白質(zhì)呈現(xiàn)出兩性分子特征,而兩性分子蛋白質(zhì)可以插入至微生物細(xì)胞膜中破壞膜結(jié)構(gòu),從而起到抗菌作用。C端結(jié)構(gòu)域顯示蛋白酶抑制劑活性。與抗菌活性一樣,蛋白酶抑制劑活性在甲殼動(dòng)物免疫應(yīng)答中起到一定作用,通過(guò)參與蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng),防止蛋白酶的過(guò)量激活,從而避免宿主組織的自身?yè)p傷和抵抗病原微生物的感染。
(3)抗脂多糖因子(antilipopolysaccharid factor,ALF)
①種類(lèi)與結(jié)構(gòu)ALF最初發(fā)現(xiàn)于馬蹄蟹體內(nèi),是一種具有抗菌作用和結(jié)合脂多糖(LPS)的多肽分子。此后,在白濱對(duì)蝦、斑節(jié)對(duì)蝦和中國(guó)明對(duì)蝦中也發(fā)現(xiàn)ALF,并且蝦類(lèi)ALF與馬蹄蟹ALF具有較高的同源性。ALF的相對(duì)分子量約為11.5KDa,由102個(gè)氨基酸殘基組成,N端有20個(gè)高度疏水性氨基酸,在Cys32-Cys53間形成二硫鍵,二硫內(nèi)有保守的正電荷氨基酸。
②生物學(xué)功能ALF能替換LPS分子中的Ca2+,然后利用它的正電荷特性,結(jié)合到LPS的磷酸基團(tuán)和羧基基團(tuán)上,ALF與LPS結(jié)合后可以阻止啟動(dòng)炎性細(xì)胞因子的級(jí)聯(lián)反應(yīng),減少組織損傷。此外,LPS是革蘭氏陰性菌的內(nèi)毒素,ALF與LPS的毒性成分類(lèi)脂A結(jié)合后,可破壞內(nèi)毒素的毒性作用。
(4)來(lái)自血藍(lán)蛋白的抗菌肽
①陰離子抗菌肽Dexstoumieux-Garzon等從細(xì)角濱對(duì)蝦(Penaeus stylirostris)和凡納濱對(duì)蝦(Penaeus vannamei)的血淋巴中分離到3種具有抗真菌活性的陰離子抗菌肽。兩種來(lái)源于細(xì)角濱對(duì)蝦的酸性血漿,相對(duì)分子量分別為7.9KDa和8.3KDa,分別命名為 PsHctl和 PsHct2,PsHct1是PsHct2除去了部分殘基所得到的短肽;另一種來(lái)源于凡納濱對(duì)蝦,相對(duì)分子量為2.7KDa,命名為PvHct。3種陰離子抗菌肽與其他類(lèi)型的抗菌肽沒(méi)有序列上的相似性,但與對(duì)蝦血藍(lán)蛋白的C端氨基酸具有95%~100%的同源性,表明它們是血藍(lán)蛋白的裂解片段。陰離子抗菌肽與陽(yáng)離子抗菌肽最大的區(qū)別是它們?cè)谏韕H條件下帶負(fù)電荷,pI為5.65~6.54,分子結(jié)構(gòu)中不包含銅離子結(jié)合位點(diǎn)。通過(guò)免疫檢測(cè)發(fā)現(xiàn)受真菌感染的甲殼動(dòng)物血淋巴中的陰離子抗菌肽濃度高于未被感染動(dòng)物血淋巴中的陰離子抗菌肽濃度,說(shuō)明陰離子抗菌肽與抗真菌免疫反應(yīng)有關(guān)。同時(shí),通過(guò)體外抑菌試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)陰離子抗菌肽對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌均未有抗菌活性,但對(duì)真菌顯示出廣譜的抗菌活性。
②A(yíng)stacidin1Lee等應(yīng)用陽(yáng)離子交換層析和反相HPLC從淡水小龍蝦(Pacifastacus leniusculus)的血淋巴中分離純化了一種具有16個(gè)氨基酸殘基組成的相對(duì)分子量為1.95KDa的抗菌肽,并命名為astacidin1。與小龍蝦血藍(lán)蛋白序列比較發(fā)現(xiàn):它也是一種來(lái)源于血藍(lán)蛋白C端的抗菌肽,但與同樣來(lái)源于血藍(lán)蛋白C端的3種陰離子抗真菌肽無(wú)同源性。astacidin1的一級(jí)結(jié)構(gòu)序列為FKVQNQHGQVVKIFHH-COOH,不含糖殘基及半胱氨酸殘基。astacidin1的二級(jí)結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)B-折疊結(jié)構(gòu)。Astacidin1對(duì)革蘭氏陽(yáng)性和陰性菌均具有抗菌活性,但切去其氨基端后,抗菌活性明顯降低,說(shuō)明astacidin1的氨基端部分是具有抗菌活性的主要區(qū)域。此外,脂多糖或葡聚糖可以刺激螯蝦血藍(lán)蛋白產(chǎn)生astacidin1。
③來(lái)自血藍(lán)蛋白抗菌肽的產(chǎn)生機(jī)制已有研究表明,許多抗菌肽都是由較大的前體蛋白加工后形成的。如蟾蜍素I是從亞洲蟾蜍胃腺細(xì)胞中的組蛋白H2A經(jīng)胃蛋白酶水解而形成的。從牛蜱腸中分離得到的一種3.2KDa抗菌肽是牛血紅蛋白的分解片段。此外,用人胃蛋白酶裂解牛乳鐵蛋白(Lactoferrin)后產(chǎn)生了具有更高抗菌活性的Lactoferricins片段。這說(shuō)明金屬結(jié)合蛋白能通過(guò)蛋白酶水解作用產(chǎn)生抗菌肽而參加免疫防御反應(yīng),也為來(lái)自血藍(lán)蛋白的甲殼動(dòng)物抗菌肽的發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)佐證,因?yàn)樗鼈兪怯山Y(jié)合銅的血藍(lán)蛋白產(chǎn)生的。
對(duì)蝦遭受病原微生物感染后,其血淋巴中可檢測(cè)到高濃度的PvHct,說(shuō)明血藍(lán)蛋白的裂解不是由于抽提過(guò)程造成的,而是由生物學(xué)信號(hào)所引起的。雖然血藍(lán)蛋白的加工機(jī)制還不清楚,但推測(cè)它很可能是被來(lái)源于血細(xì)胞的酶所驅(qū)動(dòng)的,因?yàn)榧讱?dòng)物在遭受病原微生物感染后,血細(xì)胞發(fā)生胞吐作用,胞吐作用有助于血藍(lán)蛋白裂解酶的釋放,從而使PvHct的濃度增加。astacidin1也是經(jīng)過(guò)半胱氨酸樣蛋白酶對(duì)血藍(lán)蛋白加工而形成的。因此,加深對(duì)這些酶的研究有助于揭示甲殼動(dòng)物的免疫應(yīng)答機(jī)制以及血藍(lán)蛋白在防御中所起的作用。
(未完待續(xù))