نظرة عامة على بنية البروتين D7 والأدوار الفسيولوجية في نيماتوسيرا تغذية الدم الجزء 2
Jun 14, 2023
3.2 الأمين الحيوي ملزمة D7s
يوجد أكثر من 460 نوعًا من Anopheles ، مقسمة إلى 7 أجناس فرعية [56]. حتى الآن ، تم تسلسل جينوم 18 نوعًا من Anopheles (السلالات المرجعية) ومتوفر في Vector Base ، وهو يمثل ثلاثة أجناس فرعية مهمة طبيًا من Anopheles: Cellia و Anopheles و Nyssorhynchus التي تشغل مناطق مختلفة في العالم وتباعدت عن بعضها البعض منذ ما يصل إلى 100 مليون سنة (كما هو الحال بين Cellia و Nyssorrhynchus) [57-59]. بعوض Anopheles sp الذي تم نشر جينوماته حتى الآن (الشكل 2) له 2-5 D7S (اعتمادًا على الجينات الفرعية والسلسلة) ، بالإضافة إلى شكلين طويلين على الأقل (D7L2 و D7L3) ، في حين أن البعض لديه شكل ثالث طويل (D7L1 ، موجود في بعض سلاسل Cellia و Anopheles subgenus) [29،60].
يرتبط الجينوم ارتباطًا وثيقًا بالمناعة. يحتوي الجينوم البشري على جميع الجينات اللازمة لجهاز المناعة ، بما في ذلك جينات الجهاز المناعي للثدييات ، وجينات العدوى الفيروسية والبكتيرية ، والمزيد. ترتبط هذه الجينات ارتباطًا وثيقًا بالوظيفة الطبيعية لجهاز المناعة وتؤثر على مقاومة الناس ومستوى المناعة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤثر الاختلافات المختلفة في الجينوم أيضًا على أداء ومقاومة جهاز المناعة. هناك العديد من تعدد الأشكال الجينية في الجينوم البشري ، والتي تحدد درجة مقاومة الأمراض في مجموعات سكانية مختلفة. على سبيل المثال ، يعتبر مستضد كريات الدم البيضاء (HLA) جينًا مهمًا في جهاز المناعة ، ويسمح تعدد الأشكال لأشخاص مختلفين بتطوير استجابات مناعية ومقاومة مختلفة.
في السنوات الأخيرة ، مع تعميق أبحاث الجينوميات ، أظهرت المزيد والمزيد من الدراسات أن التباين الجيني يرتبط ارتباطًا وثيقًا بحدوث العديد من الأمراض المرتبطة بالمناعة. على سبيل المثال ، ترتبط أمراض المناعة الذاتية (مثل الذئبة والتهاب المفاصل الروماتويدي والتصلب المتعدد وما إلى ذلك) وأمراض نقص المناعة (مثل الإيدز والحمى الدورية ومتلازمة قرحة الفم وما إلى ذلك) بالتغيرات الجينية.
لذلك ، فإن أبحاث الجينوم لها أهمية كبيرة لفهم وظيفة الجهاز المناعي ، وآلية المرض ، والعلاج الفردي لمختلف المجموعات السكانية. من وجهة النظر هذه ، نحن بحاجة إلى تحسين المناعة. يمكن أن يحسن القفص المناعة بشكل كبير. Cistanche غني بمجموعة متنوعة من المواد المضادة للأكسدة ، مثل فيتامين C ، والفيتامينات ، والكاروتينات ، وما إلى ذلك. هذه المكونات يمكن أن تزيل الجذور الحرة ، وتقلل من الإجهاد التأكسدي ، وتحسن المناعة. مقاومة جهاز المناعة.
انقر فوق فوائد cistanche tubulosa
بعد سنوات قليلة من توصيف همادارين ، تم تمييز 5 D7rs (D7r 1- D7r5) التي لوحظت نسخها سابقًا في Anopheles gambiae (Cellia) الغدد اللعابية الأنثوية [27،32] [34]. تم الإبلاغ عن كل منهم ، باستثناء D7r5 ، لربط السيروتونين بارتباطات عالية جدًا (ثوابت التفكك ، KD ، أقل من 3 نانومتر) بالإضافة إلى الهيستامين مع KD تتراوح من 41 إلى 111 نانومتر. من الغريب ، ولكن ليس من المستغرب أن تكون قدرتها على ربط الأمينات الحيوية الأخرى وانتماءاتها لها متميزة أيضًا (تم تلخيصها في الجدول 1) ، مما يشير إلى تباين الوظيفة بين أعضاء مختلفين من عائلة D7 ، حتى داخل نفس النوع. في جميع الحالات ، كان قياس العناصر المتكافئة الملزمة 1: 1 ، واقترحت فحوصات المنافسة أن تشترك الأمينات الحيوية في نفس موقع الارتباط [34] ، كما تم تأكيده لاحقًا من خلال التركيب البلوري لـ Anopheles gambiae D7r4 المرتبط بالسيروتونين والأمينات الحيوية الأخرى [28] .
المتعاملين من آن. تم العثور على gambiae D7rs في جميع أنواع Anophelines التي تم تحليلها ، والتي تم شرح جينوماتها في Vector Base حتى الآن (الشكل 2) ، على الرغم من أن بعضها فقد عضوًا واحدًا أو أكثر [29،60]. بغض النظر عن التباين في التسلسلات عبر الأنواع والمجموعات المختلفة ، فإن المخلفات الحرجة المبطنة للأمينات الحيوية ، التي تم تحديدها بفضل البيانات الهيكلية Anopheles gambiae D7r4 [28] ، يتم حفظها بشكل كبير في جميع أشكال D7r 1- D7r4 عبر الأنواع المنتمية إلى الأجناس الفرعية Cellia و Nissorhynchus و Anopheles ، مما يشير إلى أنهم جميعًا احتفظوا بالقدرة على ربط السيروتونين [29]. من ناحية أخرى ، تُظهر جميع الأنواع D7r5 تغيرات في مختلف المخلفات الحرجة [29] مما يشير إلى أنه كما لوحظ تجريبياً في Anopheles gambiae D7r5 [34] ، فقدوا القدرة على ربط أي أمين حيوي المنشأ.
من الغريب أنه بينما يبدو أن أشكال Anopheline D7S حافظت بشكل عام على قدرتها على الارتباط بالأمين الحيوي ، إلا أن هذا لا ينطبق على الأشكال الطويلة ، حيث لوحظ الكثير من التباين والوظيفة الجديدة وفقدان الوظيفة عبر الأنواع التي تنتمي إلى الأنواع المختلفة. جينات فرعية.
يعتبر أول Anopheles D7L الذي تم تمييزه ، المسمى أصلاً Anopheles stephensi D7L1 (AnSt-D7L1) ، الآن D7L2 نظرًا لتشابهه مع An. تم إثبات أن أشكال غامبيا غير قادرة على ربط السيروتونين أو أي أمينات حيوية تم اختبارها ولكنها مرتبطة بالإيكوسانويدات في مجالها N-terminal [30]. مثل Anopheles gambiae ، An. Stephensi ينتمي إلى subgenus Cellia. ومع ذلك ، فإن أعضاء D7L الذين ينتمون مؤخرًا إلى الأنواع الفرعية Anopheline Anopheline الأخرى. أتروبارفوس D7L1 (أنوفيليس) وأنوفيليس. أظهر darling D7L2 (Nyssorhynchus) أنه يربط السيروتونين بتقارب عالٍ جدًا (في مجال C-terminal الخاص بهم) [29] ، ويعرض KDs المماثلة لتلك التي لوحظت في الأشكال القصيرة Anopheles gambiae [34] وأشكال Aedes الطويلة [34،37،38 ]. ومع ذلك ، بشكل عام ، كانت قدرتها على ربط الأمينات الحيوية الأخرى غائبة أو أقل بكثير. لوحظ فقدان القدرة على ربط السيروتونين في An. يمكن فهم Stephensi بشكل أفضل بفضل البيانات الهيكلية [30].
في بعوض Anopheline ، تتوافق بروتينات D7S (أو D7r) مع المجال الطرفي C من Anopheles و Aedes D7L ، وأكدت دراسات علم البلورات بالأشعة السينية أن بروتينات D7S والمجال الطرفي C الشبيه بـ OBP لربط الأمين الحيوي D7L متشابهان جدًا من الناحية الهيكلية (28،29،36]. كسمة عامة ، جيب ربط السيروتونين / الأمين الحيوي المنشأ هو تجويف كاره للماء مبطن بمجموعات عطرية ، محاط بـ 8 حلزونات أ التي يتم تثبيتها بواسطة 3 روابط ثاني كبريتيد (الشكلان 1 ب و 3). يسمح وجود بعض المخلفات المشحونة القطبية في مدخل الجيب (أحماض الغلوتاميك والأسبارتيك) بروابط هيدروجينية مع الجزء الأليفاتي من السيروتونين (الشكلان 3 و 4). التيروزين (lyr 94 في An. غامبيا D7r4 الشكل 3). تم تمييز المخلفات المعروفة بأهميتها لربط السيروتونين / الأمين الحيوي في مربعات رمادية في الشكل 4. المحاذاة توضح أن معظمها محفوظ ، على الرغم من الاختلاف في المخلفات الأخرى ، حتى في البروتينات التي أظهرت عدم ارتباطها بالأمينات الحيوية ، مثل An. stephensi D7L1 ، حيث يرجع فقدان الارتباط إلى بعض التعديلات المتبقية (الشكل 4).
في بعض البروتينات ، تشكل مجموعة هيدروكسيل السيروتونين 5- رابطة هيدروجينية مع الهيستيدين (الشكلان 3 و 4 مظللان بمربع أزرق) كما لوحظ في D7r4 و Aedes aegypti D7L1 (صاحب 35 في الأول و 189 في ثانية). تم استبداله بـ alanine (Ala -190) في An-StD7L1 ، لكن هذا لن يكون كافيًا لتفسير فقدان الوظيفة الملحوظ ، حيث أن An. darlingi D7L2 (subgenus Nyssorhynchus) و An. يربط D7L1 المتكرر (subgenus Anopheles) السيروتونين على الرغم من استبداله بميثيونين أو ألانين على التوالي [29]. لذلك ، فإن الاختلاف الحرج الذي يميز Anopheles stephensi D7L1 عن البعوض D7s الذي يربط السيروتونين هو فقدان السيستين الثاني والأخير في مجالهما الطرفي C (المربعات الخضراء والحمراء C- المجال الطرفي ، الشكل 4). ستشكل هاتان البقاياان الرابطة الثانية للكبريتيد للطرف C ، وهي الرابعة من البروتين الكامل ، وبالتالي تسمى DS4. في غيابهم ، هناك تحول في اللولب H2 وفك الحلزون B2 ، نتيجة لذلك ، W173 ، هذا بالمناسبة غير موجود في D7s الرابط للأمين الحيوي ، و R177 (AnSt-D7L1) يحتل جزءًا من جيب الربط ، موضحًا عدم قدرته على الارتباط بالأمينات الحيوية ، كما هو موضح بالتفصيل سابقًا [30].
لوحظ أيضًا عدم وجود هذين السيستين في جميع D7L1s و D7L2s المعبر عنها في جميع الأنواع التي تنتمي إلى الجين الفرعي Cellia مما أدى إلى اقتراح أنها قد تكون فقدت أيضًا وظيفة ربط الأمين الحيوي [29]. يتم دعم هذه الفرضية بشكل أكبر من خلال ملاحظة نماذجهم ، التي تم إنشاؤها باستخدام AlphaFold [61] (الشكل 5). مثل ما لوحظ تجريبيًا لـ An. stephensi D7L1 [30] ، فإن غياب DS4 في بروتينات Cellia D7L1 و D7L2 مصحوب بتحول في موضع اللولب H2 وإعادة ترتيب هيكلية أخرى تؤدي إلى جيب طرفي C أكبر حجمًا مع وجود بقايا تشغل جزءًا من التجويف دون ترك مساحة كافية استيعاب السيروتونين أو الأمينات البيولوجية المنشأ الأخرى (الشكل 5). من ناحية أخرى ، تعتمد درجة الانحلال في اللولب B2 الملحوظ على الأنواع أو قد تكون نتيجة لانتقال حلزون غير مستقر من حالة إلى أخرى.
مجموعة أخرى من الأشكال الطويلة هي D7L3 ، موجودة في جميع أنواع Anopheles مع الجينوم المتاح حتى الآن. يربط Anopheles gambiae D7L3 السيروتونين بدرجة عالية من التقارب والخصوصية [29] ، ويحتوي مجاله C-terminal الخاص به على جميع الأحماض الأمينية الهامة التي تم إظهار أنها متورطة في تفاعل الأمين الحيوي [28] المحفوظة (الشكل 4) وبنفس الترتيب المكاني مثل D7r4 [29]. لوحظ هذا الحفظ أيضًا في جميع D7L3s التي تم تحليلها من أنواع Anopheles ، بغض النظر عن الأجناس الفرعية ، مما يشير إلى أن هذا الشكل ، الذي يقع في موضع مجاور للأشكال القصيرة في مجموعات D7 ، حافظ على هذه الوظيفة في جميع هذه الأنواع [29].
في البعوض Culicinae ، تم العثور أيضًا على أطباء تقويم D7S و 2 D7Ls (D7L1 و D7L2). ومع ذلك ، على عكس ما لوحظ في Anophelinae ، فإن أشكالها القصيرة لا تربط الأمينات الحيوية وفقًا للنتائج التي تم الإبلاغ عنها لـ Aedes aegypti (AeD7S1) و Culex quinquefasciatus (D7CQS1) [29] ، بينما تميزت أشكالها الطويلة حتى الآن ، باستثناء Culex quinquefasciatus D7L1 ، لها صلة عالية جدًا بتلك الروابط (خاصة السيروتونين) كما تم الإبلاغ عن Aedes aegypti D7L1 (المسمى سابقًا AeD7L) و D7L2 [34،37] ، Ae. albopictus (D7L1) [38] و Culex quinquefasciatus (CxD7L2) [39]. تشير البيانات الهيكلية إلى أن فقدان الوظيفة في أشكالها القصيرة ، على الرغم من احتوائها على جميع السيستين المحفوظة وتتكون من القفزات ، يرجع إلى تقصير في الطرف C الذي يفتقر إلى منطقة الحلزون H2 ، وما يترتب على ذلك من اختلافات في القوالب. الترتيبات التي تؤدي إلى انسداد جيب التجليد [29]. والأهم من ذلك أن الكوليسين يفتقر إلى D7L3 ، وهو الشكل الطويل الموجود في Anopheles sp. تقع مباشرة بجوار الأشكال القصيرة في الكاسيت ، وكما أن معظم DS (D7r1 – r4) في Anopheles ، يربط السيروتونين [29].
الأمينات الحيوية هي وسطاء لعمليات متنوعة تشارك في استجابات الفقاريات للعضات ، وتربطها مرات عديدة [6،62]. الهستامين ، على سبيل المثال ، هو وسيط قوي للاستجابات الالتهابية والحساسية ويتم إطلاقه عن طريق إزالة الحبيبات من الخلايا البدينة. ينشط البطانة ، ويزيد من نفاذية الأوعية الدموية ، ويعزز الحكة والألم [63-67]. ومن المعروف أيضًا أنه يعزز تقلص العضلات الملساء. يتم إطلاق السيروتونين والنورابينفرين على الفور عن طريق الصفائح الدموية النشطة والعدلات من ناهضات تراكم الصفائح الدموية وتضيق الأوعية. يشارك السيروتونين أيضًا في الاستجابة الالتهابية عن طريق تنشيط البطانة وتعزيز الحكة والألم [6]. تم إظهار فعالية وأهمية هذه D7s لبيولوجيا النواقل من خلال قدرتها على تثبيط تقلص العضلات الملساء [34،37] الناجم عن الأمينات الحيوية المختلفة والتي تتداخل مع تنشيط الصفائح الدموية بوساطة السيروتونين [38].
3.3 Eicosanoid Binding D7s (المجال الطرفي N لـ D7Ls)
أثارت حقيقة أن أشكال D7L لها مجالان شبيهان بـ OBP احتمال أن هذه البروتينات يمكن أن تؤوي روابط أخرى في مجال N-terminal الخاص بها. في الواقع ، AE. كان aegypti D7L1 ، المعروف بربط الأمينات الحيوية [34] ، أول شكل طويل يظهر أنه يربط cysteinyl leukotrienes (CysLTs) و leukotriene B4 (LTB4) بواسطة N-terminal [36]. بعد فترة وجيزة ، أن. تم إثبات أن stephensi D7L1 (AnSt-D7L1) ، الذي لا يربط الأمينات الحيوية أو أي يجند آخر تم اختباره في مجال C-terminal الخاص به ، لا يرتبط فقط بـ CysLTs مع تقارب عالٍ للغاية ولكن أيضًا ثرموبوكسان A2 (TXA2) نظائر (U46619 وثرموبوكسان كربوكسيليك ) [30]. أظهرت فحوصات قياس المسعرات الحرارية المتساوية (ITC) والبيانات الهيكلية أن كلا الترابطين يشتركان على الأقل في جزء من موقع الربط الموجود في مجال N-terminal الخاص به [30].
أظهرت بروتينات D7L1 و L2 الأخرى في بعوض Culicinae و Anophelinae أيضًا أنها تربط الإيكوسانويدات ، ولكن مع تقارب وخصائص مختلفة ، بالإضافة إلى قدرتها على ربط السيروتونين. في Culicinae (Ae. aegypti D7L2 [37] ، Ae. albopictus D7L1 [38] ، و Cu. quinquefasciatus D7L2 [39]) ثبت أنها تربط CysLTs و LTB4 (الأخير فقط في Aedes) ، ولكن مع تقارب أقل بكثير مما تم الإبلاغ عنه ل AE. aegypti D7L1. ومن المثير للاهتمام أنهم اكتسبوا القدرة على ربط U46619. في بعوض الأنوفيلينا. ان. يربط D7L1 المتكرر (Anopheles) CysLTs ، ولكن مع تقارب منخفض ، بينما يربط An. d7L2 (Nyssorhynchus) darling يربط CysLTs بتقارب عالٍ جدًا ونظائر TXA2 (U46619) [29]. هذه البروتينات D7s ثنائية الوظيفة لأنها تربط أيضًا السيروتونين.
مقارنة بين بقايا موقع الربط من بلورات مجمع يجند من An. دارلينجي D7L2 ، أن. Stephensi D7L1 و AE. مكّن aegypti D7L1 [29،30،36] تعيين المخلفات الحرجة لربط eicosanoid في المجال N-terminal (مبرز في الشكل 4). ذات أهمية خاصة لتثبيت الروابط هي Trp -37 و Trp -40 و Tyr -52 (AnSt-D7L1 كمرجع) ، وعندما يتم استبدال الأخيرة بـ Phe (أصفر رأس السهم الشكل 4) ، كما لوحظ في AE. aegypti D7L1 ، يتم فقد القدرة على ربط TXA2 بالإضافة إلى CysLTs. نفس القدر من الأهمية هو وجود Lys -152 الذي يشكل رابطة هيدروجينية أو جسر ملح مع الكربوكسيل من eicosanoid. يتم حفظ العديد من هذه المخلفات الرئيسية في D7L1s و D7L2 ، خاصة في الأخير ، الموجود في أنواع Anophelinae الأخرى التي تم تحليلها ، مما يشير إلى أنه بغض النظر عن الجنس الفرعي ، فقد حافظوا على شكل طويل واحد على الأقل (D7L1 و / أو D7L2) قادر على الارتباط cysteinyl leukotrienes [29] ، كما هو موضح مؤخرًا في حالة Anopheles gambiae D7L1 و D7L2 [68]. هذان النوعان. غامبيا D7Ls لم تكن قادرة على ربط الأمينات الحيوية ولكنها حافظت على القدرة على ربط الإيكوسانويدات [68] ، وهذه ليست مفاجأة بالنظر إلى تشابهها (خاصة شكل D7L2) مع Anopheles stephensi D7L1 الموصوف سابقًا (الآن L2) [30] وأن كلا النوعين ينتميان إلى الجين الفرعي تفتقر Cellia و D7L1 و L2 إلى DS4 على المجال الطرفي C.
تجدر الإشارة إلى أنه في حين أن D7L3s موجودة في جميع أنواع Anopheles وترتبط بقاياها بربط السيروتونين في C- الطرفية المحفوظة للغاية ، كان من المتوقع أن تكون المحطة N لجميع الأنواع غير قادرة على ربط eicosanoids بسبب الاستبدالات المهمة في المخلفات المعروفة بـ تكون مهمة لهذه المهمة. تم تأكيد هذه الفرضية تجريبياً عندما أظهر مركز التجارة الدولية أن An. غامبيا D7L3 لا تربط أي اختبار eicosanoid [29].
من المثير للاهتمام أن أشكال D7L توجد أيضًا في ذباب الرمل (عائلة: Psychodidae) [17،69] على الرغم من المسافة التطورية بينها وبين البعوض (Culicidae). احتفظت الأشكال الطويلة التي تميزت في لعاب نوعين مختلفين من الفاصدة (P. papatasi و P. أظهرت البيانات الهيكلية التي تم الحصول عليها من P. papatasi D7L1 أن ارتباط eicosanoid حدث أيضًا في الطرف N ، بطريقة مماثلة كما هو موصوف بالنسبة للبعوض D7L ، بينما كان الطرف C أقصر ومقتطع ، وبالتالي غير قادر على ربط الأمينات الحيوية المنشأ [ 40].
تشير ملاحظات الحفريات إلى أن أول Diptera ظهر في العصر الترياسي ، منذ أكثر من 240 مليون سنة (MYA). بحلول نهاية العصر الترياسي ، ظهرت أوامر الأشعة تحت الحمراء Culicomorpha و Psychodomorpha ، مما يعني أن سلالات البعوض وذباب الرمل تباعدت أكثر من 200 سنة مضت ، من المحتمل جدًا من سلف نباتي ، مما يشير إلى أنهم طوروا عادة التغذية بالدم بشكل مستقل [5،70 ]. هذا مدعوم بحقيقة أن معظم عائلات بروتين الغدد اللعابية الموجودة حصريًا في النيماتوسيرا تختلف بين عائلات Psychodidae و Culicidae ، مما يعني أنه من الصعب جدًا تعيين أخصائي تقويم العظام بينهما [5]. لذلك ، من المحتمل أن البعوض وذبابة الرمل D7Ls نشأت بشكل مستقل عن جين سلف مشابه أو مشترك ، من المحتمل أن يكون ترميزًا لـ OBP ، والذي تم تجنيده لاحقًا بشكل مستقل إلى سيالومه واكتسب هذه الوظيفة عن طريق التطور المتقارب. يتم دعم هذه الفرضية بشكل أكبر من خلال ملاحظة أن لديهم هياكل intron / exon مختلفة [40].
لا يعني عدم وجود أخصائيي تقويم العظام D7S في ذباب الرمل وعدم قدرة أطباء تقويم العظام D7L على ربط الأمينات الحيوية المنشأ لعابهم يفتقر إلى الجزيئات لعزل هذه الأهداف. في الواقع ، في لعاب ذبابة الرمل ، تولت عائلة بروتينية أخرى "الأصفر" مهمة ربط الأمينات الحيوية [71] ، بينما تعمل عائلة البروتين الأخرى الشبيهة بـ OBP PdSP15 الموجودة في لعابها عن طريق تثبيط تنشيط مسار التلامس [41]. هذا مثال رائع على الكيفية التي يؤدي بها التطور المستقل إلى ذخيرة مختلفة من البروتينات التي تستهدف نفس الجزيئات.
Leukotrienes (CysLTs و LTB4) عبارة عن وسيط قوي للالتهابات والحساسية تفرزها الخلايا البدينة المنشطة والخلايا المناعية الأخرى مثل الحمضات والبلاعم ، وكذلك الخلايا الظهارية والبطانية [72]. يتم إطلاق CysLTs كاستجابة لدغات البعوض مع الهيستامين [62] ، مما يتسبب في زيادة نفاذية الأوعية الدموية في الجلد [63] وما يترتب على ذلك من تكوُّن حمامي وجلد [73،74] ، بينما يُعرف LTB4 بالجاذب الكيميائي المسؤول عن جذب الخلايا المناعية إلى موقع الرد [72]. قد تكون القدرة على ربط هذه الوسائط القوية المؤيدة للالتهابات مهمة لمنع تنشيط البطانة وتشكيل الوذمة وتسلل الخلايا المناعية والحكة والألم الناجم عن هذه الإيكوسانويدات ، وبالتالي منع أو تأخير وعي المضيف والسماح لهذه الحشرات بالتغذي على الدم. تم عرض هذا التأثير المضاد للالتهابات في نماذج الفئران عند حقن AE. albopictus D7L1 (الذي يربط LTB4 و CysLTS والأمينات الحيوية ، بالإضافة إلى تقارب منخفض لـ U46619) قبل 10 دقائق من التحدي المؤيد للالتهابات مع -جلوكان من Saccharomyces cerevisiae قلل من تدفق الخلايا المناعية إلى التجويف البريتوني [38].
يتم إنتاج وإفراز الثرومبوكسان A2 عن طريق الصفائح الدموية المنشطة استجابةً للتعرض للكولاجين. ثم يرتبط بمستقبلاته الموجودة على سطح الصفائح الدموية مما يؤدي إلى تنشيط الصفائح الدموية وتقوية التجميع [75،76]. من المهم جدًا ، بالإضافة إلى الصفائح الدموية TXA2 ، أن تفرز أيضًا جزيئات أخرى مؤيدة للإرقاء ومسببة للالتهابات ، مثل ADP ، والسيروتونين ، وعديد الفوسفات ، والنورادرينالين [6]. يعزز TXA2 أيضًا تضيق الأوعية [77،78] ومؤخرًا أظهر استجابات للحكة والخدش في الفئران [79،80].
تم إثبات أن العديد من D7Ls تربط U46619 ، وهو تناظرية TXA2 أكثر ثباتًا من خلال تجارب مركز التجارة الدولية وأظهرت أنها تمنع تراكم الصفائح الدموية في المختبر الناجم عن U46619. الأهم من ذلك ، أن هذه البروتينات تمنع أيضًا تراكم الصفائح الدموية الناجم عن حمض الأراكيدونيك (سلائف الثرموبوكسان A2) وتركيزات أقل من الكولاجين (حيث يعتمد تراكم الصفائح الدموية على TXA2 و ADP لتحفيز الإشارة) ، مما يثبت أنها بالفعل قادرة على ربط الصفائح الدموية المركب TXA2 ، وليس فقط نظيره المستقر المستخدم في تجارب مركز التجارة الدولية وعلم البلورات [29،30،37،38،40].
من المعروف أيضًا أن CysLTs و TXA2 يعززان تقلص العضلات الملساء. أظهرت فحوصات أن An. stephensi D7L1 (المصنف الآن على أنه D7L2) ، على سبيل المثال ، كان قادرًا على تثبيط LTC 4- تقلص اللفائفي لخنزير غينيا و U 46619- شجع تقلص الأبهر الجرذ في الجسم الحي [30].
تم وصف OBPs الحشرات في الأصل في ملاحق شمية وذوقية ، حيث تقوم بربط المواد الكيميائية شبه الكيميائية وتذوبها ونقلها ، وكذلك تنظيم مدة الاستجابة للرائحة. في وقت لاحق تبين أنها موجودة أيضًا في الأعضاء غير الحسية ، مثل المعي المتوسط ، والغدد الملحقة ، والخصية ، والأوعية المنوية ، ونبيبات Malpighian ، وحتى في غدة سم الزنبور ، مما يشير إلى أنها قد تحتوي على مجموعة واسعة من الروابط ووظائفها لا يقتصر على الاستقبال الكيميائي (تمت مراجعته في [20 ، 21]). لذلك ، تم إجراء معظم فحوصات الربط وبيانات البنية المتاحة باستخدام روابط مثل الفيرومونات وجزيئات الرائحة والكحول والمركبات العضوية الاصطناعية الأخرى [20،26،81-84]. لم يُظهر أي حشرة OBP مرتبطة بالأمينات الحيوية حتى الآن. ومع ذلك ، فقد ثبت أن بعض OBPs تربط الكحولات الدهنية طويلة السلسلة ، مثل bombykol ، وهو فرمون أنتج بواسطة Bombyx mori [82] ، أو الأحماض الدهنية طويلة السلسلة وحمض الأراكيدونيك ، وهو مقدمة ل eicosanoids كما ورد في Aedes aegypti OBP22 [85 ، 86] ، على سبيل المثال. الزهره. aegypti OBP22 موجود في الهوائي ، وخرطوم الأنثى ، والأعضاء التناسلية الذكرية ويتم نقله إلى الإناث أثناء التزاوج [86] ، مما يشير إلى أن وظيفته لا تقتصر على الاستقبال الكيميائي. تظهر الدراسات البنيوية أنه في حالة عدم وجود ترابط ، يتكون هذا البروتين من 6 - حلزونات مثل OBPs الكلاسيكية للحشرات. ومع ذلك ، في وجود يجند ، يخضع OBP22 لتغيير تكوين في الطرف C الخاص به مكونًا حلزون سابع [85] يوسع جيب الربط. تجدر الإشارة إلى أن المؤلفين لاحظوا أن هذا OBP لديه أعلى تشابه مع المجال الطرفي N لبروتينات D7L ، وأن الحلزون السابع المتكون عند الارتباط بالأحماض الدهنية يحتل موقعًا مشابهًا جدًا للحلزون السابع الذي لوحظ في مجالات ربط الدهون D7L هذه [85 ].
3.4. ADP ملزم D7s
Culex quinquefasciatus D7L1 (CxD7L1) ، بشكل مختلف عن أي D7L الذي تم تمييزه حتى الآن ، لا يمكنه ربط الإيكوسانويدات أو الأمينات الحيوية ، وربما يرجع ذلك إلى بعض التعديلات الهامة ولكن المهمة في بعض المواضع الحرجة في الجيوب الطرفية N و C ، مثل وجود الجلايسين بدلاً من حمض الجلوتاميك في الموضع 155 ، من المهم جدًا تكوين رابطة هيدروجينية مع 5- مجموعة الهيدروكسيل من حلقة إندول السيروتونين في غالبية رابطة الأمينات الحيوية D7s ، بالإضافة إلى الهيستيدين في الموضع 172 بدلاً من التيروزين ، كما لوحظ في غالبية بروتينات D7 المرتبطة بالأمين الحيوي (الشكل 4). بدلاً من ذلك ، ثبت أنه يربط بين مشتقات فسفرة الأدينوزين ATP ، و ADP ، و AMP (50 أدينوسين ثلاثي ، ودي ، وثنائي فوسفات أحادي ، على التوالي) مع تقارب عالي ، وأدينوزين ، وأدينين مع تقارب أقل بشكل ملحوظ [39]. خصوصية أخرى هي حقيقة أن التفاعل مع روابطه يحدث بين نطاقات N- و C- الطرفية OBP ، بدلاً من التجاويف داخل أي منها [39].
يتم الحفاظ على تركيزات ATP و ADP داخل الخلايا بإحكام وعندما يكون هناك أي إصابة ، يتم إطلاق ADP و ATP في البيئة خارج الخلية بعد تحلل الخلية ويمكن أن تعمل كجزيئات مؤيدة للالتهابات ومُؤيدة للإرقاء [76،87]. ينشط ADP تراكم الصفائح الدموية ويتم إفرازه بواسطة الصفائح الدموية المنشطة استجابةً للمنبهات ، مثل تعرض الكولاجين بعد إصابة الأوعية الدموية ، لزيادة انتشار التجميع [76،88]. نظرًا لقدرته على ربط ADP ، فقد ثبت أن CxD7L1 [39] يمنع تغير شكل الصفائح الدموية الناجم عن انخفاض تركيزات الكولاجين ، بالإضافة إلى التجميع الناتج عن جرعات أعلى (1 ميكرومتر) من ADP وجرعات أقل من الكولاجين الذي يعتمد فيه التجميع على إفراز الوسطاء الثانيين مثل ADP و TXA2.
4. بروتين ملزمة لهرمونات البعوض (mJHBP): ما هو D 7- مثل البروتين الذي يقوم به في البعوض Hemolymph؟
في عام 2017 ، اكتشف كيم وزملاؤه [89] ، للعثور على 7- البروتينات ذات الصلة التي يتم التعبير عنها خارج الغدد اللعابية ، ووصف بروتين جديد موجود بشكل أساسي في الدملمف للعذارى والبالغات (ذكورًا وإناثًا) بعوض الزاعجة المصرية. تم العثور على تقويمات هذا البروتين أيضًا في أنواع مختلفة من Anopheles و Culex ، حيث تشترك في أوجه تشابه أكثر من بروتينات D7 اللعابية. مثل الأشكال الطويلة D7 اللعابية ، يحتوي هذا البروتين على مجالين يشبهان OBP. لقد احتفظت N-terminal بالعديد من المخلفات التي ثبت أنها متورطة في الارتباط eicosanoid في D7s اللعابية ، مما يشير إلى احتمال وجود جيب ربط للدهون ، في حين أن تركيب C-terminal الخاص به كان مختلفًا تمامًا عن أي D7 / D آخر 7- مثل وصفت حتى الآن. أظهرت تجارب مركز التجارة الدولية أن هذا البروتين ، المسمى بروتين ملزمة لهرمونات البعوض (mJHBP) ، لا يمكنه ربط الإيكوسانويدات ولكن له تقارب وخصوصية عالية لهرمون الأحداث (JH). تُظهر البيانات الهيكلية أن بنية المجال N-terminal الخاصة بها تشبه بالفعل نظيراتها في بروتينات D7L ، وتحتوي على سندات ثنائي كبريتيد وتتكون من حلزونات 7 - وتحتوي على معظم المخلفات المتضمنة في تفاعلها مع JH III. ومع ذلك ، بشكل مختلف عن تلك التي لوحظت لبروتينات D7L اللعابية الموصوفة حتى الآن ، فإن بعض البقايا الطرفية C تشارك أيضًا في الربط ، وخاصة امتداد اللولب -13 الذي يغلق مدخل جيب الربط [89]. من المهم جدًا ، كما تناول المؤلفون ، أن هذا البروتين يختلف بنيوياً تمامًا عن بروتين ارتباط هرمون الأحداث الدملمف الموصوف حتى الآن في Bombyx mori [90].
ينظم هرمون الأحداث أكثر العمليات تنوعًا في الحشرات بما في ذلك التطور [91] ، والانسلاخ والتحول [92] ، والتكاثر والبويضات [93-95] ، والحصانة [96،97]. عندما تمت دراسة الدور الفسيولوجي لعنصر Aedes aegypti mJHBP عن طريق إخراج جينها بواسطة CRISPR-cas9 ، لم يلاحظ أي تأثير على التطور أو النمو أو التكاثر [98]. ومع ذلك ، فإن البعوض المنزوع منه (KO) قد أضعف الاستجابة المناعية الفطرية ، وأصبح أكثر عرضة للعدوى البكتيرية عند مواجهته بجرعات شبه مميتة من الإشريكية القولونية وإنتاج كميات أقل بكثير من الببتيدات المضادة للميكروبات بعد العدوى مقارنة بالبعوض من النوع البري (WT). . كانت هذه التأثيرات متوافقة مع العدد الأقل والتركيب المختلف للخلايا الدموية في بعوض KO الذي لاحظه المؤلفون [98].
5. الاستنتاجات
تلعب البروتينات اللعابية الشبيهة بـ OBP ، مثل أفراد عائلة D7 و PdSP15 ، دورًا مهمًا في تسهيل تغذية الدم ، واستهداف الجزيئات المختلفة المشاركة في إرقاء المضيف والاستجابة الالتهابية. يؤدي التكاثر الجيني للجينات اللعابية ، بما في ذلك D7s ، والطفرة السريعة إلى اكتساب الوظائف وفقدانها داخل أفراد الأسرة المختلفين. هذا التنوع ليس حصريًا لبروتينات D7 وقد تم وصفه في عائلات أخرى مثل ليبوكلينات الحشرات [6،7].
دفاعات المضيف للعض ليست مقصورة على Diptera الدموية ، كما أنها ليست الهدف أو وجود البروتينات لمواجهتها. ومع ذلك ، فإن طريقة التغلب على هذه التحديات متنوعة بين مجموعات المفصليات نظرًا للتطور المستقل للالتهاب الدموي مما أدى إلى وجود ذخيرة واسعة من البروتينات لمواجهة الاستجابات المرقئة والالتهابية والمناعية للمضيف [2،4،5،7،15،16] . على سبيل المثال ، يمكن لبروتينات D7 أن تربط الأمينات الحيوية و eicosanoids. في القراد وحشرات الترياتومين lipocalins (تطور مستقل) ، تتولى هذه الوظائف عائلة بروتين مختلفة تمامًا مع بنية مميزة للغاية تتكون من 8 أوراق مضادة للتوازي تحيط بجيب ربط ، وتتولى هذه الوظائف [7،99-105]. في ذبابة الرمل ، D7s قصيرة الشكل غائبة ، ووظيفة ارتباط الأمين الحيوي تتولى عائلة البروتين "الأصفر" [71] ، بينما لديهم D7Ls التي تربط الإيكوسانويدات [40].
Culex quinquefasciatus D7L1 ، بشكل مختلف عن D7s الأخرى ، تربط ADP. تم وصف الإنزيمات التي تحفز التحلل المائي لـ ATP و ADP إلى AMP و Pi (الفوسفات غير العضوي) بالإضافة إلى بروتينات ربط ADP و 50 nucleotidases في لعاب أنواع المفصليات الدموية المتنوعة ، ناهيك عن البروتينات الأخرى التي تمنع تراكم الصفائح الدموية التي تستهدف الجزيئات الأخرى مثل الكولاجين والثرومبين (راجعه [76]).
يعد فهم تكوين اللعاب أمرًا بالغ الأهمية لدراسة بيولوجيا الناقلات وتفاعلها مع المضيف. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يوفر معلومات قيمة لتطوير مناهج جديدة لمكافحة الأمراض المنقولة بالنواقل. على سبيل المثال ، في معظم الأمراض المنقولة بالنواقل ، يتم حقن العامل الممرض في العائل مع لعاب الناقل أثناء اللدغة. حقيقة أن بعض البروتينات اللعابية تكون مناعية ، تجعلها أدوات وبائية رائعة كمؤشرات حيوية لتعرض الإنسان لدغة الناقل ، كما ورد في مستخلص بروتين الغدة اللعابية Aedes [106] و An. غامبيا D7s [107]. كما أن قدرتها على استنباط الاستجابات المناعية تجعلها مرشحة للقاحات رائعة ، كما هو الحال بالنسبة لـ PdSP15 ، وهو بروتين لعابي شبيه بـ OBP يظهر أنه لقاح مرشح واعد ضد داء الليشمانيات الجلدي [47].
الكاتب الاشتراكات:
قام PHA و JFA بمراجعة الأدبيات ، وكتب المسودة الأولى للمخطوطة ، وقاموا بمراجعة المسودات اللاحقة بشكل كبير ، ووافقوا على النسخة النهائية. قرأ جميع المؤلفين النسخة المنشورة من المخطوطة ووافقوا عليها.
التمويل:
تم تمويل هذا العمل من قبل برنامج البحث الداخلي من NIAID ، المعاهد الوطنية للصحة.
بيان مجلس المراجعة المؤسسية:
غير قابل للتطبيق.
بيان الموافقة المستنيرة:
غير قابل للتطبيق.
بيان توفر البيانات:
غير قابل للتطبيق.
شكر وتقدير:
يشكر المؤلفون خوسيه ماركوس شافيس ريبيرو على مراجعة هذه المخطوطة وتقديم اقتراحات وتعليقات قيمة.
تضارب المصالح:
الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.
مراجع
1. Ribeiro ، JM دور اللعاب في تغذية الدم عن طريق المفصليات. Annu. القس Entomol. 1987 ، 32 ، 463-478. [CrossRef] [PubMed]
2 - ريبيرو ، جي إم ؛ Francischetti ، IM دور لعاب المفصليات في تغذية الدم: منظور سيالومي وما بعد سيالوم. Annu. القس Entomol. 2003 ، 48 ، 73-88. [CrossRef] [PubMed]
3 - جراسا سوزا ، AV ؛ مايا مونتيرو ، سي ؛ بايفا سيلفا ، GO ؛ براز ، GR ؛ بايس ، مولودية ؛ سورجين ، MH ؛ أوليفيرا ، MF ؛ أوليفيرا ، PL تكيفات ضد سمية الهيم في مفصليات الأرجل التي تتغذى بالدم. الكيمياء الحيوية الحشرات. مول. بيول. 2006 ، 36 ، 322-335. [CrossRef] [PubMed]
4. Ribeiro ، JM مفصليات الأرجل التي تتغذى بالدم: المحاقن الحية أم علماء الصيدلة اللافقاريات؟ تصيب. وكلاء ديس. 1995 ، 4 ، 143-152. [PubMed]
5. Ribeiro، JM؛ مان ، BJ ؛ أركا ، ب. نظرة ثاقبة على سيالوم النيماتوسيرا التي تتغذى بالدم. الكيمياء الحيوية الحشرات. مول. بيول. 2010 ، 40 ، 767-784. [CrossRef]
6. ريبيرو ، JMC ؛ Arcà ، B. الفصل 2 من Sialomes إلى Sialoverse. في التقدم في فسيولوجيا الحشرات. إلسفير: أمستردام ، هولندا ، 2009 ؛ ص 59 - 118.
7. Andersen ، JF هيكل وآلية في البروتينات اللعابية من المفصليات التي تتغذى بالدم. Toxicon 2010 ، 56 ، 1120–1129. [CrossRef]
8. أركا ، ب. Ribeiro ، JM Saliva of hematophagous insects: a multifaceted toolkit. بالعملة. رأي. علوم الحشرات. 2018 ، 29 ، 102-109. [CrossRef]
9. كورنوال ، ياء ؛ باتون ، دبليو بعض الملاحظات على إفراز اللعاب من الحشرات والقراد الماصة للدم. إنديان جيه ميد. الدقة. 1914 ، 2 ، 569-593.
10. ليستر ، هـ. ملاحظات حول عملية الهضم في ذباب تسي تسي. ثور. انتومول. الدقة. 1928 ، 19 ، 39-60. [CrossRef]
11. ريبيرو ، ج. جارسيا ، إي. دور الغدد اللعابية في التغذية في Rhodnius prolixus. J. إكسب. بيول. 1981 ، 94 ، 219-230. [CrossRef]
12. Ribeiro، JM؛ روسينول ، بنسلفانيا ؛ سبيلمان ، أ. دور لعاب البعوض في موقع الأوعية الدموية. J. إكسب. بيول. 1984 ، 108 ، 1-7. [CrossRef]
13. Ribeiro، J.؛ روسينول ، ب. يحدد سبيلمان ، أ. أبريز الغدة اللعابية وقت الفحص في بعوض الأنوفيلا. J. الحشرات Physiol. 1985 ، 31 ، 689-692. [CrossRef]
14. Valenzuela، JG مناهج عالية الإنتاجية لدراسة البروتينات اللعابية والجينات من نواقل المرض. الكيمياء الحيوية الحشرات. مول. بيول. 2002 ، 32 ، 1199-1209. [CrossRef] 15. مان ، ب. ؛ Francischetti، I. وجهات نظر سيالومية حول تطور سلوك تغذية الدم في مفصليات الأرجل: علاجات مستقبلية بالتصميم الطبيعي. في السموم والإرقاء. سبرينغر: دوردريخت ، هولندا ، 2010 ؛ ص 21 - 44.
16. الرجال ، BJ تطور آليات مراقبة مرقئ الفقاريات والالتهابات في مفصليات الأرجل التي تتغذى بالدم. J. فطرية المناعة. 2011 ، 3 ، 41-51. [CrossRef] [PubMed] 17. Valenzuela، JG؛ شارلاب ، ر. غونزاليس ، المفوضية الأوروبية ؛ دي ميراندا سانتوس ، IK ؛ مارينوتي ، أو. فرانسيسكيتي ، إم ؛ Ribeiro ، JM عائلة D7 من البروتينات اللعابية في Diptera الماصة للدم. مول الحشرات. بيول. 2002 ، 11 ، 149-155. [CrossRef] [PubMed]
18 - كالفو ، إي. دي بيانكي ، إيه جي ؛ جيمس ، أ. Marinotti، O. تشتمل البروتينات الرئيسية القابلة للذوبان في الحمض في الغدد اللعابية للإناث البالغة من Anopheles darlingi على عضو من عائلة البروتينات المرتبطة بـ D 7-. الكيمياء الحيوية الحشرات. مول. بيول. 2002 ، 32 ، 1419-1427. [CrossRef]