Defensina

As defensinas son pequenas proteínas catiónicas ricas en cisteína que se encontran en vertebrados e invertebrados, e tamén en plantas, 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. De xeito similar, as defensinas de mamíferos tampouco requiren pontes disulfuro para mostrar actividade antimicrobinana. Arquivado 13 de abril de 2020 en Wayback Machine. 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. 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. 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.
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.