Defensina

As defensinas son pequenas proteínas catiónicas ricas en cisteína que se encontran en vertebrados e invertebrados, e tamén en plantas,Structure–activity studies of AtPep1, a plant peptide signal involved in the innate immune response Peptides Volume 29, Issue 12, decembro de 2008, Pages 2083-2089Planta. 2002 Dec;216(2):193-202. Epub 2002 Oct 8. Plant defensins. que funcionan como péptidos de defensa do hóspede. Son activos contra bacterias, fungos e moitos virus con e sen envoltura. Constan de entre 18 e 45 aminoácidos entre os que se inclúen de seis (nos vertebrados) a oito residuos de cisteína conservados. A función destes péptidos nas células do sistema inmunitario é axudar a matar as bacterias fagocitadas, por exemplo nos granulocitos neutrófilos e en case todas as células epiteliais. A maioría das defensinas funcionan uníndose á membrana plasmática microbiana, e, unha vez incrustadas nela, orixinan defectos na membrana similares a poros que permiten o fluxo de ións esenciais e nutrientes, o que acaba matando o microorganismo.

 Variedades 
Os xenes subxacentes responsables da produción de defensinas son moi polimórficos. Porén, algúns aspectos están conservados; así, as marcas distintivas dunha β-defensina son o seu pequeno tamaño, alta densidade de carga catiónica, e un motivo de seis residuos de cisteína. En xeral, están codificadas por xenes con dous exóns, nos que o primeiro exón codifica unha secuencia líder hidrofóbica e o segundo o péptido que contén o motivo de cisteínas. Todas as defensinas teñen pontes disulfuro. Pero o papel destas cisteínas moi conservadas non é coñecido. Moitos informes revelan que as pontes disulfuro non son necesarias para a actividade antimicrobiana das defensinas de artrópodos. Jobin Varkey, Shashi Singh, Ramakrishnan Nagaraj. Antibacterial activity of linear peptides spanning the carboxy-terminal β-sheet domain of arthropod defensins De xeito similar, as defensinas de mamíferos tampouco requiren pontes disulfuro para mostrar actividade antimicrobinana.  Jobin Varkey, Ramakrishnan Nagaraj. Antibacterial Activity of Human Neutrophil Defensin HNP-1 Analogs without Cysteines Suxeriuse que as pontes disulfuro son esenciais para actividades relacionadas coa inmunidade innata nos mamíferos.

As defensinas de insectos aparecen en varias especies e na súa estrutura tridimensional algunhas son moi similares a proteínas das toxinas de escorpións. Do veleno da glándula dunha especie de escorpíón Buthus chinesa obtívose ADN complementario que codificaba un péptido que lembraba a un péptido de tipo defensina de insecto. O precursor do péptido ten unha organización similar en varios aspectos á das defensinas de insectos, como por exemplo son comúns as posicións de varias cisteínas e unha glicina conservada, o que suxire que estes péptidos compartirían un motivo estabilizado por cisteínas. As análises filoxenéticas suxiren que hai semellanzas máis estreitas entre o péptido de escorpión descuberto recentemente e defensinas de insectos antigas na hemolinfa do escorpión, que coas toxinas dos velenos de escorpión.Shunyi Zhu, Wenxin Li, Dahe Jiang, and Xianchun Zeng. Evidence for the Existence of Insect defensin-like Peptide in Scorpion Venom. IUBMB Life, 50: 57–61, 2000 Posteriores investigacións confirmaron as relacións entre as toxinas de canles de potasio e defensinas de insectos na súa estrutura tridimensional conservada e a súa alteración das funcións da membrana dos microbios invasores. A deleción experimental dun pequeno bucle dunha molécula de defensina do veleno parasitoide de himenópteros que comparte atributos coa toxina do escorpión, eliminou os impedimentos estéricos das interaccións entre péptidos e canles. O péptido resultante era unha neurotoxina que inhibía selectivamente as canles de potasio, uníndose ás canles da mesma maneira que as toxinas de escorpións. Os resultados son unha proba estrutural e funcional sobre a base sobre a que evolucionaron estas toxinas.Shunyi Zhu, Steve Peigneur, Bin Gao, Yoshitaka Umetsu, Shinya Ohki, Jan Tytgat. Experimental Conversion of a Defensin into a Neurotoxin: Implications for Origin of Toxic Function. Mol Biol Evol (2014) doi: 10.1093/molbev/msu038

  Tipo
  Símbolo do xene
  Nome do xene
  Nome da proteína
  Descrición
   α-defensinas 
  DEFA1 
  Defensina, alfa 1
  Defensina de neutrófilo 1
  Expresada principalmente en neutrófilos e tamén en células NK e certos conxuntos de linfocitos T. A DEFA5 e a DEFA6 exprésanse nas células de Paneth do intestino delgado, onde poden regular e manter o equilibrio microbiano no lume intestinal. 
   DEFA1B 
  Defensina, alfa 1B
  Defensina, alfa 1
   DEFA3
  Defensina, alfa 3, específica de neutrófilo
  Defensina de neutrófilo 3 
   DEFA4
  Defensina, alfa 4, corticostatina
  Defensina de neutrófilo 4
   DEFA5
  Defensina, alfa 5, específica das células de Paneth
  Defensina-5
   DEFA6
  Defensina, alfa 6, específica das células de Paneth
  Defensina-6
   β-defensinas
  DEFB1
  Defensina, beta 1
  Beta-defensina 1
  Son as de máis ampla distribución, segregadas polos leucocitos e células epiteliais de moitos tipos. Por exemplo, poden encontrarse na lingua, pel, córnea, glándulas salivares, riles, esófago, e tracto respiratorio. Suxeriuse (pero é discutido) que algunhas das patoloxías da fibrose quística se orixinan pola inhibición da actividade das β-defensinas nas superficies epiteliais dos pulmóns e traquea debido ao seu contido en sal máis alto. 
   DEFB2
  Defensina, beta 2
  Beta-defensina 2
   DEFB103A
  Defensina, beta 103B
  Beta-defensina 103
   ...
  ...
  ...
   DEFB107B
  Defensina, beta 107A
  Beta-defensina 107
   DEFB110
  Defensina, beta 110
  Beta-defensina 110
   ...
  ...
  ...
   DEFB136
  Defensina, beta 136
  Beta-defensina 136
   θ-defensinas  
  DEFT1P
  Defensina, teta 1 pseudoxene
  Non expresada en humanos
  Son raras, e ata agora só se atoparon en leucocitos de macaco rhesus e no papión, Papio anubis, sendo vestixiais nos humanos e outros primates.Angie Eva Garcia and Michael Selsted Olive baboon theta-defensins FASEB J. 2008 22:673.11

 Función 
En marsupiais inmaturos, debido a que ao naceren o seu sistema inmunitario está aínda subdesenvolvido, as defensinas xogan un papel principal na defensa contra os patóxenos. Prodúcense no leite da nai e polo propio marsupial novo.

O xenoma humano contén xenes de teta-defensinas, pero teñen un codón de parada prematuro, o que impide a súa expresión. Creouse unha teta-defensina humana artificial chamada retrocyclin, "fixando" o pseudoxene, e comprobouse que era efectiva contra o virus da inmunodeficiencia humana e outros virus, como o virus herpes simplex e o da gripe A. Actúa principalmente impedindo que estes virus entren nas súas células diana.

Tamén é interesante o efecto das alfa-defensinas sobre a exotoxina producida polo Bacillus anthracis. Chun Kim et al. mostraron como este bacilo, que produce a proteína metaloprotease Factor Letal (LF) dirixida á MAPKK, é vulnerable á proteína-1 de neutrófilos humana (HNP-1). A HNP-1 comportábase como un inhibidor reversible non competitivo do Factor Letal.

Proteínas similares ás defensinas son tamén compoñentes do veleno do ornitorrinco macho.

 Antibióticos que imitan a defensinas 
Estanse a desenvolver moléculas similares a defensinas (por exemplo PMX-30063) para usalas como antibióticos.

 Patoloxía 

O nivel dos péptidos alfa-defensina está aumentado en condicións de inflamación crónica.

As alfa-defensinas están incrementadas en varios cancros, incluíndo o cancro colorrectal.

Un desequilibrio de defensinas na pel pode contribuír ao acne.

Unha redución de defensinas no íleo pode predispoñer á enfermidade de Crohn.Genomics & Genetics Weekly, "Researchers discover a possible cause of chronic inflammations of Crohn Disease." 11 de agosto de 2006, páxina 72

Nun pequeno estudo realizado, detectouse un incremento significativo dos niveis de alfa-defensinas en lisados de células T de pacientes de esquizofrenia; en parellas de xemelgos discordantes (afectados e non afectados), os xemelgos non afectados tamén presentaban un incremento, aínda que non tan alto coma o dos seus irmáns enfermos. Os autores suxeriron que os niveis de alfa-defensinas poderían ser un marcador útil para o risco de esquizofrenia.

As defensinas atópanse na pel humana durante condicións inflamatorias como a psoríase e tamén durante a curación de feridas.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Defensinas de artrópodos
 péptidos antimicrobianos, aos cales pertencen as defensinas

 Ligazóns externas 

 Base de datos de defensinas, Singapur 
 Inmunidade innnata (non específica) na Universidade Western Kentucky
 UMichOPM - families - superfamily - 56 - Defensinas de vertebrados e toxinas de canle de sodio de anemomes relacionadas
 UMichOPM - families - superfamily 61 - Defensinas de insectos e toxinas de escorpión e plantas


Categoría:Hematoloxía
Categoría:Proteínas periféricas de membrana
Categoría:Inmunoloxía
Categoría:Péptidos antimicrobianos