Trosolwg o Strwythur Protein D7 A Rolau Ffisiolegol mewn Nematocera sy'n Bwydo Gwaed Rhan 2
Jun 14, 2023
3.2. Rhwymo Amine Biogenig D7s
Mae mwy na 460 o rywogaethau o Anopheles, wedi'u rhannu'n 7 isgenera [56]. Hyd yn hyn, mae genom 18 rhywogaeth o Anopheles (straen cyfeirio) wedi'u dilyniannu ac maent ar gael yn Vector Base, sy'n cynrychioli'r tri phrif isgenera meddygol pwysig o Anopheles: Cellia, Anopheles, a Nyssorhynchus sy'n meddiannu gwahanol ranbarthau yn y byd ac yn ymwahanu oddi wrth ei gilydd hyd at 100 miliwn o flynyddoedd yn ôl (fel sy’n wir rhwng Cellia a Nyssorrhynchus) [57–59]. Mae gan Anopheles sp mosgitos y cyhoeddwyd eu genomau hyd yn hyn (Ffigur 2) 2-5 D7S (yn dibynnu ar yr isgenera a'r gyfres), ynghyd ag o leiaf dwy ffurf hir (D7L2 a D7L3), tra bod gan rai drydedd ffurf hir (D7L1, yn bresennol). mewn rhai cyfresi Cellia ac Anopheles subgenus) [29,60].
Mae cysylltiad agos rhwng y genom ac imiwnedd. Mae'r genom dynol yn cynnwys yr holl enynnau sydd eu hangen ar gyfer y system imiwnedd, gan gynnwys genynnau ar gyfer y system imiwnedd mamalaidd, genynnau ar gyfer heintiau firaol a bacteriol, a mwy. Mae'r genynnau hyn yn perthyn yn agos i swyddogaeth arferol y system imiwnedd ac yn effeithio ar ymwrthedd a lefel imiwnedd pobl.
Yn ogystal â hyn, gall amrywiadau gwahanol yn y genom hefyd effeithio ar berfformiad a gwrthiant y system imiwnedd. Mae yna lawer o polymorphisms genynnau yn y genom dynol, sy'n pennu graddau ymwrthedd i glefyd mewn poblogaethau gwahanol. Er enghraifft, mae antigen leukocyte dynol (HLA) yn enyn pwysig yn y system imiwnedd, ac mae ei amryffurfedd yn caniatáu i wahanol bobl ddatblygu gwahanol ymatebion imiwn a gwrthiant.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda dyfnhau ymchwil genomeg, mae mwy a mwy o astudiaethau wedi dangos bod amrywiad genomig yn perthyn yn agos i nifer o glefydau sy'n gysylltiedig ag imiwnedd. Er enghraifft, mae clefydau hunanimiwn (fel lupws, arthritis gwynegol, sglerosis ymledol, ac ati) a chlefydau imiwnoddiffygiant (fel AIDS, twymyn cyfnodol, a syndrom wlser y geg, ac ati) i gyd yn gysylltiedig ag amrywiadau genomig.
Felly, mae ymchwil genom yn arwyddocaol iawn ar gyfer deall swyddogaeth y system imiwnedd, mecanwaith afiechyd, a thriniaeth unigol ar gyfer gwahanol boblogaethau. O'r safbwynt hwn, mae angen inni wella imiwnedd. Gall Cistanche wella imiwnedd yn sylweddol. Mae Cistanche yn gyfoethog mewn amrywiaeth o sylweddau gwrthocsidiol, megis fitamin C, fitaminau, carotenoidau, ac ati. Gall y cynhwysion hyn chwilota am radicalau rhydd, lleihau straen ocsideiddiol, a gwella imiwnedd. ymwrthedd system imiwnedd.
Cliciwch budd-daliadau cistanche tubulosa
Ychydig flynyddoedd ar ôl nodweddu Hamadarin, nodweddwyd y 5 D7rs (D7r1-D7r5) y gwelwyd eu trawsgrifiadau yn flaenorol yn chwarennau poer benywaidd Anopheles gambiae (Cellia) [27,32] [34]. Adroddwyd bod pob un ohonynt, ac eithrio D7r5, yn rhwymo serotonin â chysylltiadau uchel iawn (cysonion daduniad, KD, islaw 3 nM) yn ogystal â histamin gyda KD yn amrywio o 41 i 111 nM. Yn rhyfedd, ond nid yn syndod, roedd eu gallu i rwymo aminau biogenig eraill a'u cysylltiadau ar eu cyfer hefyd yn wahanol (wedi'i grynhoi yn Nhabl 1), sy'n awgrymu gwahaniaeth swyddogaeth ymhlith gwahanol aelodau o'r teulu D7, hyd yn oed o fewn yr un rhywogaeth. Ym mhob achos, y stoichiometry rhwymol oedd 1:1, ac roedd profion cystadleuaeth yn awgrymu bod aminau biogenig yn rhannu'r un safle rhwymo [34], fel y cadarnhawyd yn ddiweddarach gan strwythur grisial Anopheles gambiae D7r4 sy'n rhwym i serotonin ac aminau biogenig eraill [28] .
Orthologau An. Mae gambiae D7rs i'w cael ym mhob rhywogaeth a ddadansoddwyd gan Anophelines, y mae eu genomau wedi'u hanodi yn Vector Base hyd yn hyn (Ffigur 2), er bod rhai wedi colli un neu fwy o aelodau [29,60]. Waeth beth fo'r amrywiad yn y dilyniannau ar draws y gwahanol rywogaethau a grwpiau, mae gweddillion critigol sy'n leinio'r aminau biogenig, a nodwyd diolch i ddata strwythurol Anopheles gambiae D7r4 [28], wedi'u cadw'n hynod ym mron pob ffurf D7r1-D7r4 ar draws rhywogaethau sy'n perthyn. i isgenera Cellia, Nissorhynchus, ac Anopheles, gan awgrymu eu bod i gyd wedi cadw'r gallu i rwymo serotonin [29]. Ar y llaw arall, mae pob rhywogaeth D7r5 yn dangos newidiadau mewn gwahanol weddillion critigol [29] gan awgrymu, fel y gwelwyd yn arbrofol ar gyfer Anopheles gambiae D7r5 [34], eu bod wedi colli'r gallu i rwymo unrhyw amin biogenig.
Yn rhyfedd iawn, er ei bod yn ymddangos bod y ffurflenni Anopheline D7S yn gyffredinol wedi cadw eu gallu i rwymo amin biogenig, nid yw hyn yn wir am y ffurfiau hir, lle gwelir llawer o amrywiad, neo-swyddogaetholi, a cholli swyddogaeth ar draws y rhywogaethau sy'n perthyn i'r gwahanol rywogaethau. subgenera.
Mae'r Anopheles D7L cyntaf i'w nodweddu, a enwyd yn wreiddiol yn Anopheles stephensi D7L1 (AnSt-D7L1), bellach yn cael ei ystyried yn D7L2 oherwydd ei debygrwydd i An. dangoswyd nad oedd ffurflenni gambiae yn gallu rhwymo serotonin nac unrhyw aminau biogenig a brofwyd ond eicosanoidau rhwymedig yn ei barth N-terminal [30]. Fel Anopheles gambiae, An. mae stephensi yn perthyn i'r isgenws Cellia. Serch hynny, yn ddiweddar mae aelodau D7L yn perthyn i isgenera Anopheline arall An. atroparvus D7L1 (Anopheles) ac An. dangoswyd bod darling D7L2 (Nyssorhynchus) yn rhwymo serotonin ag affinedd uchel iawn (yn eu parth C-terminal) [29], gan arddangos KDs tebyg i'r rhai a arsylwyd ar gyfer ffurfiau byr Anopheles gambiae [34] a ffurflenni hir Aedes [34,37,38 ]. Serch hynny, yn gyffredinol, roedd eu gallu i rwymo aminau biogenig eraill yn absennol neu'n sylweddol is. Mae colli gallu i rwymo serotonin a welwyd yn An. gellir deall stephensi yn well diolch i ddata strwythurol [30].
Mewn mosgitos Anopheline, mae proteinau D7S (neu D7r) yn cyd-fynd â pharth terfynell C Anopheles ac Aedes D7L, a chadarnhaodd astudiaethau crisialeg pelydr-X fod proteinau D7S a pharth terfynell C tebyg i OBP o rwymo amin biogenig D7L yn debyg iawn yn strwythurol (28,29,36] Fel nodwedd gyffredinol, mae'r boced rhwymo amin serotonin / biogenig yn geudod hydroffobig wedi'i leinio â grwpiau aromatig, wedi'i amgylchynu gan 8 a-helices sy'n cael eu sefydlogi gan 3 bond disulfide (Ffigurau 1B a 3). mae presenoldeb rhai gweddillion gwefr pegynol yng ngheg y boced (asidau glwtamig ac aspartig) yn caniatáu bondiau hydrogen â rhan aliffatig serotonin (Ffigurau 3 a 4) Mae'r ligand yn cael ei sefydlogi ymhellach gan fond hydrogen a ffurfiwyd rhwng ei grŵp indole ac a tyrosine (llyr 94 yn An. gambiaeD7r4 Ffigur 3) Mae gweddillion y gwyddys eu bod yn bwysig ar gyfer rhwymo amin serotonin/biogenig wedi'u hamlygu mewn blychau llwyd yn Ffigur 4. Mae'r aliniad yn dangos bod y rhan fwyaf ohonynt wedi'u cadw, er gwaethaf y gwahaniaeth yn y gweddillion eraill, hyd yn oed mewn proteinau a ddangosir i beidio â rhwymo aminau biogenig, fel An. stephensi D7L1, lle collwyd rhwymiad oherwydd ychydig o addasiadau gweddillion (Ffigur 4).
Mewn rhai proteinau, mae'r grŵp serotonin 5-hydroxyl yn ffurfio bond hydrogen gyda histidine (Ffigurau 3 a 4 wedi'u hamlygu â blwch glas) fel y gwelir yn D7r4 ac Aedes aegypti D7L1 (Ei 35 yn y cyntaf a Ei 189 yn y ail). Amnewidir yr Ei hwn gan alanine (Ala-190) yn An-StD7L1, ond ni fyddai hyn yn ddigon i egluro'r colli swyddogaeth a welwyd, gan fod An. darlingi D7L2 (subgenus Nyssorhynchus) ac An. ieroparous D7L1 (subgenws Anopheles) yn rhwymo serotonin er bod hwn yn cael ei ddisodli gan fethionin neu alanin, yn y drefn honno [29]. Felly, y gwahaniaeth hanfodol sy'n gwahaniaethu Anopheles stephensi D7L1 o D7s mosgito sy'n rhwymo serotonin yw colli'r ail a'r cystein olaf yn eu parth C-terminal (blychau gwyrdd a choch parth C-terminal, Ffigur 4). Byddai'r ddau weddillion hyn yn ffurfio ail fond disulfide y terfynell C, y pedwerydd o'r protein cyfan, felly wedi'i labelu fel DS4. Yn eu habsenoldeb mae helics H2 yn symud ac yn dad-ddirwyn helix B2, o ganlyniad, W173, nad yw gyda llaw yn bresennol mewn rhwymo amin biogenig D7s, ac mae R177 (AnSt-D7L1) yn meddiannu rhan o'r boced rhwymo, gan esbonio ei anallu i rwymo aminau biogenig, fel y dangoswyd ac a drafodwyd yn fanwl yn flaenorol [30].
Gwelir absenoldeb y ddau gystein hyn hefyd ym mhob D7L1s a D7L2s a fynegir ym mhob rhywogaeth sy'n perthyn i isgenws Cellia gan arwain at yr awgrym y gallent fod wedi colli'r swyddogaeth rhwymo amin biogenig hefyd [29]. Cefnogir y ddamcaniaeth hon ymhellach gan arsylwi eu modelau, a luniwyd gan ddefnyddio AlphaFold [61] (Ffigur 5). Fel yr arsylwyd yn arbrofol ar gyfer An. stephensi D7L1 [30], mae absenoldeb DS4 mewn proteinau Cellia D7L1 a D7L2 yn cyd-fynd â newid yn safle helix H2 ac ad-drefnu strwythurol eraill sy'n arwain at boced C-terminal mwy swmpus gyda gweddillion yn meddiannu rhan o'r ceudod heb adael digon o le i darparu ar gyfer serotonin neu aminau biogenig eraill (Ffigur 5). Ar y llaw arall, mae graddau'r dad-ddirwyn yn helics B2 a welir yn dibynnu ar y rhywogaeth neu gallai fod o ganlyniad i helics mwy ansefydlog yn trawsnewid o un cyflwr i'r llall.
Grŵp arall o ffurfiau hir yw D7L3, sy'n bresennol ym mhob rhywogaeth Anopheles sydd â genomau ar gael hyd yn hyn. Mae Anopheles gambiae D7L3 yn rhwymo serotonin ag affinedd a phenodoldeb uchel [29], ac mae gan ei barth C-terminal yr holl asidau amino critigol y dangosir eu bod yn ymwneud â rhyngweithio amin biogenig [28] wedi'u cadw (Ffigur 4) a chyda'r un gwarediad gofodol â D7r4 [29]. Gwelwyd y cadwraeth hon hefyd ym mhob D7L3 a ddadansoddwyd o rywogaethau Anopheles, waeth beth fo'r subgenera, sy'n awgrymu bod y ffurf hon, sydd mewn sefyllfa gyfagos i ffurfiau byr yn y clystyrau D7, wedi cadw'r swyddogaeth hon yn yr holl rywogaethau hyn [29].
Mewn mosgitos Culicinae, ceir hefyd orthologau D7S a 2 D7L (D7L1 a D7L2). Serch hynny, yn wahanol i'r hyn a welwyd yn Anophelinae, nid yw eu ffurfiau byr yn rhwymo aminau biogenig yn unol â'r canlyniadau a adroddwyd ar gyfer Aedes aegypti (AeD7S1) a Culex quinquefasciatus (D7CQS1) [29], tra bod eu ffurfiau hir yn nodweddu hyd yn hyn, ac eithrio Culex quinquefasciatus D7L1, sydd â chysylltiad uchel iawn ar gyfer y ligandau hynny (yn enwedig serotonin) fel yr adroddwyd ar gyfer Aedes aegypti D7L1 (a enwyd yn flaenorol AeD7L) a D7L2 [34,37], Ae. albopictus (D7L1) [38] a Culex quinquefasciatus (CxD7L2) [39]. Mae data strwythurol yn awgrymu bod colli swyddogaeth yn eu ffurfiau byr, er eu bod yn cynnwys pob un o'r 6 cystein a gadwyd a'u bod yn cynnwys -helices, yn deillio o fyrhau yn eu rhanbarth C-terminal diffyg -helix H2, a gwahaniaethau canlyniadol yn y -helices trefniadau sy'n arwain at rwystr yn y boced rwymo [29]. Yn bwysig iawn, mae diffyg D7L3 mewn coginio, y ffurf hir sydd yn Anopheles sp. yn gorwedd yn union gyfagos i'r ffurfiau byr yn y casét, ac fel y rhan fwyaf o'r DS (D7r1-r4) yn Anopheles, yn rhwymo serotonin [29].
Mae aminau biogenig yn gyfryngwyr prosesau amrywiol sy'n ymwneud ag ymatebion asgwrn cefn i frathiadau, gan eu rhyng-gysylltu lawer gwaith [6,62]. Mae histamin, er enghraifft, yn gyfryngwr cryf o ymatebion llidiol ac alergaidd ac yn cael ei ryddhau gan ddirywiad celloedd mast. Mae'n actifadu'r endotheliwm, yn cynyddu athreiddedd fasgwlaidd, ac yn hyrwyddo cosi a phoen [63-67]. Mae'n hysbys hefyd i hyrwyddo cyfangiad cyhyrau llyfn. Mae serotonin a norepinephrine sy'n cael eu rhyddhau'n brydlon gan blatennau wedi'u actifadu a neutrophils yn ysgogwyr o agregu platennau a fasoconstriction. Mae serotonin hefyd yn ymwneud ag ymateb llidiol trwy actifadu'r endotheliwm a hyrwyddo cosi a phoen [6]. Dangoswyd effeithiolrwydd ac arwyddocâd y D7s hyn ar gyfer bioleg fector gan eu gallu i atal cyfangiad cyhyrau llyfn [34,37] a achosir gan wahanol aminau biogenig ac ymyrryd ag actifadu platennau wedi'u cyfryngu gan serotonin [38].
3.3. D7s Rhwymo Eicosanoid (Parth N-Terfynell D7Ls)
Cododd y ffaith bod gan ffurflenni D7L ddau barth tebyg i OBP y posibilrwydd y gallai'r proteinau hyn gadw ligandau eraill yn eu parth N-terminal. Yn wir, Ae. aegypti D7L1, y gwyddys ei fod yn rhwymo aminau biogenig [34], oedd y ffurf hir gyntaf a ddangoswyd i rwymo leukotrienes cysteinyl (CysLTs) a leukotriene B4 (LTB4) gan ei N-terminal [36]. Yn fuan wedyn, An. dangoswyd bod stephensi D7L1 (AnSt-D7L1), nad yw'n rhwymo aminau biogenig nac unrhyw ligand arall a brofwyd yn ei barth terfynell C, yn rhwymo nid yn unig CysLTs ag affinedd hynod o uchel ond hefyd analogau thromboxane A2 (TXA2) (U46619 a thromboxane carbocyclic ) [30]. Dangosodd profion calorimetreg titradiad isothermol (ITC) a data strwythurol fod y ddau ligand yn rhannu o leiaf ran o'r safle rhwymo sydd wedi'i leoli yn ei barth N-terminal [30].
Dangoswyd hefyd bod proteinau D7L1 a L2 eraill mewn mosgitos Culicinae ac Anophelinae yn rhwymo eicosanoidau, ond gyda gwahanol affineddau a nodweddion penodol, yn ychwanegol at eu gallu i rwymo serotonin. Yn Culicinae (Ae. aegypti D7L2 [37], Ae. albopictus D7L1 [38], a Cu. quinquefasciatus D7L2 [39]) dangoswyd i rwymo CysLTs a LTB4 (yr olaf yn unig yn Aedes), ond gyda chysylltiadau yn sylweddol is na'r hyn a adroddwyd canys Ae. aegypti D7L1. Yn ddiddorol, cawsant y gallu i rwymo U46619. Mewn mosgitos Anophelinae. An. iteroparous D7L1 (Anopheles) yn rhwymo CysLTs, ond gydag affinedd isel, tra bod An. darling D7L2 (Nyssorhynchus) yn rhwymo CysLTs ag affinedd uchel iawn ac analogs TXA2 (U46619) [29]. Mae'r proteinau D7 hyn yn ddwy-swyddogaethol gan eu bod hefyd yn rhwymo serotonin.
Cymharu gweddillion safle rhwymo o grisialau cymhlyg ligand o An. darlingi D7L2, An. stephensi D7L1 ac Ae. Galluogodd aegypti D7L1 [29,30,36] neilltuo gweddillion critigol ar gyfer rhwymo eicosanoid yn y parth N-terminal (a amlygir yn Ffigur 4). O bwysigrwydd arbennig ar gyfer sefydlogi'r ligandau mae Trp-37, Trp-40, a Tyr-52 (AnSt-D7L1 fel cyfeirnod), a phan fydd yr olaf yn cael ei ddisodli gan Phe (melyn pen saeth Ffigur 4), fel y gwelir yn Ae. aegypti D7L1, mae'r gallu i rwymo TXA2 yn ychwanegol at CysLTs yn cael ei golli. Yr un mor bwysig yw presenoldeb Lys-152 yn ffurfio bond hydrogen neu bont halen gyda charboxyl yr eicosanoid. Mae llawer o'r gweddillion allweddol hyn wedi'u cadw mewn D7L1s a D7L2, yn enwedig yn yr olaf, sy'n bresennol mewn rhywogaethau Anophelinae eraill a ddadansoddwyd, sy'n awgrymu, waeth beth fo'r is-genws, eu bod wedi cadw o leiaf un ffurf hir (D7L1 a/neu D7L2) sy'n gallu rhwymo. leukotrienes cysteinyl [29], fel y dangoswyd yn fwy diweddar i fod yn achos Anopheles gambiae D7L1 a D7L2 [68]. Y ddau hyn An. Ni allai gambiae D7Ls rwymo aminau biogenig ond cadwodd y gallu i rwymo eicosanoidau [68], nid yw'n syndod o ystyried eu tebygrwydd (yn enwedig ffurf D7L2) i Anopheles stephensi D7L1 (L2 erbyn hyn) [30] a ddisgrifiwyd yn flaenorol a bod y ddau rywogaeth yn perthyn i subgenus Nid oes gan Cellia a'u D7L1 a L2 y DS4 ar y parth C-terminal.
Yn nodedig, er bod D7L3s yn bresennol ym mhob rhywogaeth Anopheles a bod eu gweddillion yn gysylltiedig â rhwymiad serotonin ar derfynell C wedi'u cadw'n fawr, rhagwelwyd na fyddai terfynell N pob rhywogaeth yn gallu rhwymo eicosanoidau oherwydd amnewidiadau sylweddol mewn gweddillion y gwyddys amdanynt. fod yn bwysig ar gyfer y dasg hon. Cadarnhawyd y ddamcaniaeth hon yn arbrofol pan ddangosodd ITC fod An. Nid yw gambiae D7L3 yn rhwymo unrhyw eicosanoid a brofwyd [29].
Yn ddiddorol iawn, ceir ffurfiau D7L hefyd mewn pryfed tywod (teulu: Psychodidae) [17,69] er gwaethaf y pellter esblygiadol rhyngddynt a mosgitos ( Culicidae ). Roedd ffurfiau hir a nodweddir ym saliva dwy rywogaeth wahanol o Phlebotomus (P. papatasi a P. duboscqi) yn cadw'r gallu i rwymo CysLTs â chysylltiadau hynod o uchel ac analogau TXA2 [40]. Mae data strwythurol a gafwyd gan P. papatasi D7L1 wedi dangos bod y rhwymiad eicosanoid hefyd wedi digwydd yn y derfynell N, mewn ffordd debyg i'r hyn a ddisgrifir ar gyfer mosgitos 'D7L, tra bod ei derfynell C yn fyrrach ac wedi'i gwtogi, felly ni all rwymo aminau biogenig [ 40].
Mae arsylwadau o ffosilau yn awgrymu bod y Diptera cyntaf wedi ymddangos yn y Triasig, fwy na 240 miliwn o flynyddoedd yn ôl (MYA). Erbyn diwedd y gorchmynion Triasig, Culicomorpha, a Psychodomorpha infra ymddangos, sy'n golygu bod mosgitos a llinach pryfed tywod dargyfeirio mwy na 200 MYA, yn debygol iawn oddi wrth hynafiad ffytophagous, gan awgrymu eu bod wedi datblygu'r arferiad i fwydo ar waed yn annibynnol [5,70 ]. Ategir hyn gan y ffaith bod y rhan fwyaf o'r teuluoedd protein chwarren boer sydd i'w cael yn gyfan gwbl mewn Nematocera yn wahanol rhwng teuluoedd Psychodidae a Culicidae, sy'n golygu ei bod yn anodd iawn neilltuo orthologau rhyngddynt [5]. Felly, mae'n debyg bod mosgito a phryfed tywod D7L, yn tarddu'n annibynnol o enyn hynafol tebyg neu gyffredin, yn debygol o godio ar gyfer OBP, a gafodd ei recriwtio'n ddiweddarach yn annibynnol i'w sialome ac a enillodd y swyddogaeth honno trwy esblygiad cydgyfeiriol. Cefnogir y ddamcaniaeth hon ymhellach gan yr arsylwi bod ganddynt strwythurau intron/exon gwahanol [40].
Nid yw absenoldeb orthologau D7S mewn pryfed tywod ac anallu eu orthologau D7L i rwymo aminau biogenig yn golygu nad oes gan eu poer moleciwlau i atafaelu'r targedau hyn. Yn wir, mewn poer pryfed tywod mae teulu protein arall "Melyn" wedi cymryd drosodd y swyddogaeth i rwymo aminau biogenig [71], tra bod y teulu arall o brotein tebyg i OBP PdSP15 a ddarganfuwyd yn eu poer yn gweithredu trwy atal actifadu llwybr cyswllt [41]. Mae hon yn enghraifft wych o sut mae esblygiad annibynnol yn arwain at repertoires gwahanol o broteinau sy'n targedu'r un moleciwlau.
Mae leukotrienes (CysLTs a LTB4) yn gyfryngwyr llid ac alergedd cryf sy'n cael eu secretu gan gelloedd mast actifedig a chelloedd imiwnedd eraill fel eosinoffiliau a macroffagau, yn ogystal â chelloedd epithelial ac endothelaidd [72]. Mae CysLTs yn cael eu rhyddhau fel ymateb i frathiadau mosgito ynghyd â histamine [62], gan achosi mwy o athreiddedd fasgwlaidd yn y croen [63] a ffurfiant erythema a wheal o ganlyniad [73,74], tra bod LTB4 yn cael ei adnabod fel chemoattractant sy'n gyfrifol am ddenu celloedd imiwnedd i'r safle ymateb [72]. Byddai'r gallu i rwymo'r cyfryngwyr pro-llidiol cryf hyn yn bwysig i atal actifadu endotheliwm, ffurfio oedema, ymdreiddiad celloedd imiwnedd, cosi, a phoen a achosir gan yr eicosanoidau hyn, gan atal neu ohirio ymwybyddiaeth gwesteiwr a chaniatáu i'r pryfed hyn fwydo ar waed. Dangoswyd yr effaith gwrthlidiol hon mewn modelau llygoden wrth chwistrellu Ae. albopictus D7L1 (sy'n rhwymo LTB4, CysLTS, ac aminau biogenig, yn ychwanegol at affinedd isel ar gyfer U46619) 10 munud cyn her pro-llidiol gyda -glwcan o Saccharomyces cerevisiae lleihau mewnlifiad celloedd imiwnedd i'r ceudod peritoneol [38].
Mae Thromboxane A2 yn cael ei gynhyrchu a'i secretu gan blatennau actifedig mewn ymateb i amlygiad colagen. Yna mae'n clymu i'w dderbynyddion sy'n bresennol ar wyneb y platennau gan luosogi actifadu platennau a chryfhau agregu [75,76]. Yn bwysig iawn, yn ogystal â phlatennau TXA2 hefyd yn secrete moleciwlau pro-hemostatig a pro-llidiol eraill, megis ADP, serotonin, polyffosffad, a norepinephrine [6]. Mae TXA2 hefyd yn hyrwyddo vasoconstriction [77,78] ac yn fwy diweddar dangoswyd ei fod yn ennyn ymatebion cosi a chrafu mewn llygod [79,80].
Dangoswyd bod sawl D7L yn rhwymo U46619, analog TXA2 mwy sefydlog gan arbrofion ITC a dangoswyd eu bod yn atal agregu platennau mewn vitro a achosir gan U46619. Yn bwysig, roedd y proteinau hyn hefyd yn atal agregu platennau a achosir gan asid arachidonic (rhagflaenydd thromboxane A2) a chrynodiadau is o golagen (lle mae agregu platennau yn dibynnu ar TXA2 ac ADP i gryfhau'r signal), gan brofi eu bod yn wir yn gallu rhwymo platennau wedi'u syntheseiddio TXA2, ac nid yn unig ei analog sefydlog a ddefnyddir ar gyfer arbrofion ITC a crystallography [29,30,37,38,40].
Mae'n hysbys hefyd bod CysLTs a TXA2 yn hyrwyddo cyfangiad cyhyrau llyfn. Mae profion wedi dangos bod An. roedd stephensi D7L1 (sydd bellach yn cael ei ddosbarthu fel D7L2), er enghraifft, yn gallu atal LTC4-hyrwyddo crebachiad ilewm moch cwta ac U46619-hyrwyddo crebachiad aorta llygod mawr in vivo [30].
Disgrifiwyd OBPs pryfed yn wreiddiol mewn atodiadau arogleuol a syfrdanol, lle byddent yn rhwymo, yn solubileiddio ac yn cludo semiocemegau, yn ogystal â rheoleiddio hyd ymateb arogleuon. Yn ddiweddarach dangoswyd eu bod hefyd yn bresennol mewn organau nad ydynt yn synhwyraidd, megis y midgut, chwarennau affeithiwr, testis, cynhwysydd seminaidd, tiwbyn Malpighian, a hyd yn oed mewn chwarren gwenwyn gwenyn meirch, sy'n nodi y gallent fod ag ystod eang o ligandau a'u swyddogaethau yw heb ei gyfyngu i chemoreception (adolygwyd yn [20,21]). Felly, perfformiwyd y rhan fwyaf o'r profion rhwymo a'r data strwythur sydd ar gael gyda ligandau fel fferomonau, moleciwlau arogl, alcoholau, a chyfansoddion organig synthetig eraill [20,26,81-84]. Ni ddangoswyd bod unrhyw bryfed OBP yn rhwymo aminau biogenig hyd yn hyn. Serch hynny, dangoswyd bod rhai OBPs yn rhwymo alcoholau brasterog cadwyn hir, fel bombykol, fferomon a gynhyrchwyd gan Bombyx mori [82], neu asidau brasterog cadwyn hir ac asid arachidonic, rhagflaenydd eicosanoidau fel yr adroddwyd ar gyfer Aedes aegypti OBP22 [85, 86], er enghraifft. Ae. aegypti OBP22 yn bresennol yn yr antena, proboscis benywaidd, ac organau atgenhedlu gwrywaidd ac yn cael ei drosglwyddo i fenywod yn ystod paru [86], gan awgrymu nad yw ei swyddogaeth yn gyfyngedig i chemoreception. Mae astudiaethau strwythurol yn dangos bod y protein hwn, mewn cyflwr di-ligand, yn cynnwys 6 -helces fel OBPs clasurol pryfed. Fodd bynnag, ym mhresenoldeb ligand, mae OBP22 yn mynd trwy newid cydffurfiadol yn ei derfynell C gan ffurfio seithfed -helix [85] gan ehangu'r boced rhwymo. Yn nodedig, nododd awduron fod gan yr OBP hwn y tebygrwydd uchaf i barth terfynell N proteinau D7L, ac mae ei seithfed helics a ffurfiwyd wrth rwymo i asidau brasterog mewn sefyllfa debyg iawn i'r seithfed helics a welwyd yn y parthau rhwymo lipid D7L hyn [85 ].
3.4. Rhwymo ADP D7s
Ni all Culex quinquefasciatus D7L1 (CxD7L1), sy'n wahanol i unrhyw D7L a nodweddir hyd yn hyn, rwymo eicosanoidau neu aminau biogenig, yn ôl pob tebyg oherwydd ychydig o addasiadau pwysig ond pwysig mewn rhai safleoedd hanfodol yn eu pocedi terfynell N- ac C, megis presenoldeb glycin yn lle asid glutamig yn safle 155, mae hynny'n bwysig iawn i ffurfio bond hydrogen gyda'r 5-grŵp hydrocsyl o'r cylch serotonin indole yn y mwyafrif o D7s rhwymo amin biogenig, yn ogystal â histidin yn safle 172 yn lle tyrosin, fel y gwelwyd yn y mwyafrif o broteinau D7 sy'n rhwymo amin biogenig (Ffigur 4). Yn lle hynny, dangoswyd ei fod yn rhwymo deilliadau ffosfforyleiddiad adenosine ATP, ADP, ac AMP (50adenosine tri-, di, a mono diphosphate, yn y drefn honno) ag affinedd uchel, adenosine, ac adenin ag affinedd sylweddol is [39]. Nodwedd arall yw'r ffaith bod y rhyngweithio â'i ligandau yn digwydd rhwng y parthau N- a C-terminal tebyg i OBP, yn hytrach na cheudyllau y tu mewn i unrhyw un ohonynt [39].
Mae crynodiadau mewngellol ATP ac ADP yn cael eu cynnal yn dynn a phan fydd unrhyw anaf, mae ADP ac ATP yn cael eu rhyddhau yn y milieu allgellog yn dilyn lysis celloedd a gallant weithredu fel moleciwlau pro-llidiol a pro-hemostatig [76,87]. Mae ADP yn actifadu agregu platennau ac yn cael ei secretu gan blatennau wedi'u actifadu mewn ymateb i agonyddion, fel colagen sy'n dod i'r amlwg ar ôl anaf fasgwlaidd, er mwyn lluosogi agregu ymhellach [76,88]. Oherwydd ei allu i rwymo ADP, dangoswyd bod CxD7L1 [39] yn atal newid siâp platennau a achosir gan grynodiadau is o golagen, yn ogystal â chyfuno a ysgogir gan ddosau uwch (1 µM) o ADP a dosau is o golagen y mae agregu yn dibynnu ar secretion ail gyfryngwyr megis ADP a TXA2.
4. Protein sy'n Rhwymo Hormonau Pobl Ifanc â Mosgito (mJHBP): Beth Mae Protein tebyg i D yn ei Wneud mewn Hemolymff Mosgito?
Yn 2017 Kim a chydweithwyr [89], i ddod o hyd i D7-proteinau cysylltiedig a fynegwyd y tu allan i'r chwarennau poer, canfuwyd a disgrifiodd brotein newydd sy'n bresennol yn bennaf yn hemolymff chwilerod ac oedolion (gwrywaidd a benywaidd) mosgitos Aedes aegypti. Canfuwyd orthologau o'r protein hwn hefyd mewn gwahanol rywogaethau Anopheles a Culex, gan rannu mwy o debygrwydd na'u proteinau poer D7. Fel ffurfiau hir poer D7, mae gan y protein hwn ddau barth tebyg i OBP. Mae ei derfynell N wedi cadw llawer o'r gweddillion y dangoswyd eu bod yn gysylltiedig â rhwymo eicosanoid mewn poer D7s, sy'n awgrymu y gallai poced rhwymo lipid fod yn bresennol, tra bod ei gyfansoddiad terfynell C yn wahanol iawn i unrhyw D7/D arall. a ddisgrifiwyd hyd yn hyn. Mae arbrofion ITC wedi dangos na all y protein hwn, a elwir yn brotein sy'n rhwymo hormonau ifanc (mJHBP), rwymo eicosanoidau ond bod ganddo affinedd a phenodoldeb uchel ar gyfer hormon ifanc (JH). Mae data strwythurol yn dangos bod ei bensaernïaeth parth N-terminal yn wir yn debyg i'w cymheiriaid mewn proteinau D7L, yn cynnwys dau fond disulfide ac yn cynnwys 7 -helices ac yn cynnwys y rhan fwyaf o'r gweddillion sy'n gysylltiedig â'i ryngweithio â JH III. Serch hynny, yn wahanol i'r rhai a welwyd ar gyfer proteinau D7L poer a ddisgrifiwyd hyd yn hyn, mae rhai o'r gweddillion terfynell C hefyd yn cymryd rhan yn y rhwymiad, yn enwedig ymestyn helics -13 yn cau mynedfa'r boced rhwymo [89]. Yn bwysig iawn, yn ogystal â sylw'r awduron, mae'r protein hwn yn strwythurol hollol wahanol i'r protein rhwymo hormonau ifanc hemolymff a ddisgrifiwyd hyd yn hyn yn Bombyx mori [90].
Mae hormon ieuenctid yn rheoleiddio'r prosesau mwyaf amrywiol mewn pryfed gan gynnwys datblygiad [91], molting a metamorphosis [92], atgenhedlu a oogenesis [93-95], ac imiwnedd [96,97]. Pan astudiwyd rôl ffisiolegol Aedes aegypti mJHBP trwy fwrw ei enyn allan gan CRISPR-cas9, ni welwyd unrhyw effaith ar ddatblygiad, twf nac atgenhedlu [98]. Serch hynny, roedd mosgitos wedi'u bwrw allan (KO) wedi amharu ar ymateb imiwn cynhenid, gan fod yn fwy agored i haint bacteriol pan gânt eu herio â dosau is-farwol o E. coli a chynhyrchu symiau sylweddol is o beptidau gwrthficrobaidd yn dilyn haint o'u cymharu â mosgitos tebyg i wyllt (WT). . Roedd yr effeithiau hyn yn gyson â'r nifer is a chyfansoddiad gwahanol o hemocytes mewn mosgitos KO a arsylwyd gan yr awduron [98].
5. Casgliadau
Mae proteinau poer tebyg i OBP, fel aelodau teulu D7 a PdSP15, yn chwarae rhan hanfodol wrth hwyluso bwydo gwaed, gan dargedu gwahanol foleciwlau sy'n ymwneud â hemostasis lletyol ac ymateb llidiol. Mae dyblygu genynnau o enynnau poer, gan gynnwys D7s, a threiglad cyflym yn arwain at ennill a cholli swyddogaethau o fewn gwahanol aelodau o'r teulu. Nid yw'r amrywiaeth hwn yn gyfyngedig i broteinau D7 ac fe'i disgrifiwyd mewn teuluoedd eraill fel lipocalinau pryfed [6,7].
Nid yw amddiffynfeydd gwesteiwr i frathu yn gyfyngedig i Diptera hematophagous, ac nid yw targed na phresenoldeb proteinau i fynd i'r afael â hwy ychwaith. Serch hynny, mae'r ffordd i oresgyn yr heriau hyn yn amrywiol ymhlith grwpiau arthropodau oherwydd esblygiad annibynnol hematophagy gan arwain at repertoire eang o broteinau i wrthweithio ymatebion hemostatig, llidiol ac imiwn [2,4,5,7,15,16] . Er enghraifft, gall proteinau D7 rwymo aminau biogenig ac eicosanoidau. Mewn trogod a chwilod triatomin lipocalinau (esblygiad annibynnol), mae teulu protein hollol wahanol gyda phensaernïaeth wahanol iawn sy'n cynnwys 8 tudalen gwrthgyfochrog o amgylch poced rhwymo, yn cymryd drosodd y swyddogaethau hyn [7,99-105]. Mewn pryfed tywod, mae D7s ffurf fer yn absennol, ac mae swyddogaeth rhwymo amin biogenig yn cael ei gymryd drosodd gan y teulu protein "melyn" [71], tra bod ganddynt D7Ls sy'n rhwymo eicosanoidau [40].
Mae Culex quinquefasciatus D7L1, yn wahanol i D7s eraill, yn rhwymo ADP. Disgrifiwyd apyrasau, ensymau sy'n cataleiddio hydrolysis ATP ac ADP i AMP a Pi (ffosffad anorganig) yn ogystal â phroteinau rhwymo ADP a 50 niwcleotidasau ym mhoer rhywogaethau arthropodau hematophagous amrywiol, heb sôn am broteinau eraill sy'n atal agregu platennau sy'n targedu moleciwlau eraill. megis colagen a thrombin (adolygwyd gan [76]).
Mae deall cyfansoddiad poer yn hanfodol ar gyfer astudio bioleg fector a'i ryngweithio â'r gwesteiwr. Yn ogystal, mae'n darparu gwybodaeth werthfawr ar gyfer datblygu dulliau rheoli clefydau a gludir gan fectorau newydd. Er enghraifft, yn y rhan fwyaf o glefydau a gludir gan fector mae'r pathogen yn cael ei chwistrellu i'r gwesteiwr ynghyd â phoer fector yn ystod y brathiad. Mae'r ffaith bod rhai proteinau poer yn imiwnogenig, yn eu gwneud yn offer epidemiolegol gwych fel biomarcwyr ar gyfer amlygiad dynol i frathiad fector, fel yr adroddwyd ar gyfer dyfyniad protein chwarren salivary Aedes [106] ac An. gambiae D7s [107]. Mae eu gallu i gael ymatebion imiwn hefyd yn eu gwneud yn ymgeiswyr brechlyn gwych, fel yn achos PdSP15, protein poer tebyg i OBP y dangosir ei fod yn ymgeisydd brechlyn addawol yn erbyn leishmaniasis croenol [47].
Cyfraniadau Awdur:
Adolygodd PHA a JFA y llenyddiaeth, ysgrifennodd ddrafft cyntaf y llawysgrif, adolygwyd drafftiau dilynol yn sylweddol, a chymeradwywyd y fersiwn derfynol. Mae pob awdur wedi darllen a chytuno i'r fersiwn cyhoeddedig o'r llawysgrif.
Ariannu:
Ariannwyd y gwaith hwn gan Raglen Ymchwil Intramwrol NIAID, y Sefydliadau Iechyd Cenedlaethol.
Datganiad y Bwrdd Adolygu Sefydliadol:
Ddim yn berthnasol.
Datganiad Cydsyniad Gwybodus:
Ddim yn berthnasol.
Datganiad Argaeledd Data:
Ddim yn berthnasol.
Diolchiadau:
Mae'r awduron yn diolch i José Marcos Chaves Ribeiro am adolygu'r llawysgrif hon a darparu awgrymiadau a sylwadau gwerthfawr.
Gwrthdaro Buddiannau:
Nid yw'r awduron yn datgan unrhyw wrthdaro buddiannau.
Cyfeiriadau
1. Ribeiro, JM Rôl poer mewn bwydo gwaed gan arthropodau. Annu. Entomol y Parch. 1987, 32, 463–478. [CrossRef] [PubMed]
2. Ribeiro, JM; Francischetti, IM Rôl poer arthropod mewn bwydo gwaed: Sialome ac ôl-sialome. Annu. Entomol y Parch. 2003, 48, 73–88. [CrossRef] [PubMed]
3. Graca-Souza, AV; Maya-Monteiro, C.; Paiva-Silva, EWCH; Braz, GR; Paes, MC; Sorgine, MH; Oliveira, MF; Oliveira, PL Addasiadau yn erbyn gwenwyndra heme mewn arthropodau bwydo gwaed. Biocemeg Pryfed. Mol. Biol. 2006, 36, 322–335. [CrossRef] [PubMed]
4. Ribeiro, JM Arthropodau bwydo gwaed: Chwistrellau byw neu ffarmacolegwyr infertebrat? Heintio. Asiantau Dis. 1995, 4, 143–152. [PubMed]
5. Ribeiro, JM; Mans, BJ; Arca, B. Cipolwg ar sialome Nematocera sy'n bwydo gwaed. Biocemeg Pryfed. Mol. Biol. 2010, 40, 767–784. [CrossRef]
6. Ribeiro, JMC; Arcà, B. Pennod 2 o Sialomes i'r Sialovers. Mewn Cynnydd mewn Ffisioleg Pryfed; Elsevier: Amsterdam, Yr Iseldiroedd, 2009; tt 59–118.
7. Andersen, JF Adeiledd a mecanwaith mewn proteinau poer o arthropodau bwydo gwaed. Tocsicon 2010, 56, 1120–1129. [CrossRef]
8. Arca, B. ; Ribeiro, JM Poer o bryfed hematophagous: Pecyn cymorth amlochrog. Curr. Barn. Sci Pryfed. 2018, 29, 102–109. [CrossRef]
9. Cernyw, J. ; Patton, W. Rhai sylwadau ar gyfrinachedd poer y trychfilod a'r trogod sy'n sugno gwaed cyffredin. Indiaidd J. Med. Res. 1914, 2 , 569–593.
10. Lester, H. ; Lloyd, L. Nodiadau ar y Broses o Dreulio yn Tsetse-flies. Tarw. Entomol. Res. 1928, 19, 39–60. [CrossRef]
11. Ribeiro, J. ; Garcia, E. Rôl y chwarennau poer wrth fwydo yn Rhodnius prolixus. J. Exp. Biol. 1981, 94, 219–230. [CrossRef]
12. Ribeiro, JM; Rossignol, PA; Spielman, A. Rôl poer mosgito yn lleoliad pibellau gwaed. J. Exp. Biol. 1984, 108, 1–7. [CrossRef]
13. Ribeiro, J. ; Rossignol, P.; Spielman, A. Apyras chwarren salivary sy'n pennu amser archwilio mewn mosgitos anoffelin. J. Physol Pryfed. 1985, 31, 689–692. [CrossRef]
14. Valenzuela, JG Dulliau trwybwn uchel o astudio proteinau poer a genynnau o fectorau afiechyd. Biocemeg Pryfed. Mol. Biol. 2002, 32, 1199–1209. [CrossRef] 15. Mans, B. ; Francischetti, I. Safbwyntiau Sialomig ar esblygiad ymddygiad bwydo gwaed mewn Arthropodau: Therapiwteg y dyfodol trwy ddyluniad naturiol. Mewn Tocsinau a Hemostasis; Springer: Dordrecht, Yr Iseldiroedd, 2010; tt 21–44.
16. Dynion, BJ Esblygiad mecanweithiau rheoli hemostatig ac ymfflamychol asgwrn cefn mewn arthropodau bwydo gwaed. J. Imiwnedd Cynhenid. 2011, 3, 41–51. [CrossRef] [PubMed] 17. Valenzuela, JG; Charlab, R.; Gonzalez, CE; de Miranda-Santos, IK; Marinotti, O.; Francischetti, IM; Ribeiro, JM Teulu D7 o broteinau poer mewn Diptera sy'n sugno gwaed. Mol Pryfed. Biol. 2002, 11, 149–155. [CrossRef] [PubMed]
18. Calvo, E. ; de Bianchi, AG; James, AA; Marinotti, O. Mae'r prif broteinau hydawdd asid mewn chwarennau poer benywaidd llawndwf Anopheles darlingi yn cynnwys aelod o'r teulu proteinau cysylltiedig â D. Biocemeg Pryfed. Mol. Biol. 2002, 32, 1419–1427. [CrossRef]