Различия в структурах дефенсинов насекомых, с одной стороны, и а- и Р-дефенсинов — с другой, ответственны, по всей видимости, за особенности их антимикробной активности. Так, если дефенсины млекопитающих и птиц являются универсальными антибиотическими пептидами, инактивирующими грамположительные и грамотрицательные бактерии, низшие фибы и оболочечные вирусы, то этого нельзя сказать о дефенсинах насекомых, последние действуют преимущественно только на грамположительные бактерии. Необходимы на 1—2 порядка большие концентрации для проявления антимикробной активности дефенсинов насекомых в отношении грамотрицательных бактерий и еще более значительные — в случае воздействия на грибки. Ограниченная функциональная активность дефенсинов насекомых в отношении отдельных групп микробов компенсируется на уровне организма продукцией других антибиотических пептидов, таких как цекропины, апидацины, дрозоцин, метальниковины, которые эффективно инактивируют грамотрицательные бактерии, и дрозомицин, направленно воздействующий на грибки.

Изучение механизмов антимикробного действия дефенсинов насекомых выявило в принципе все те же закономерности проявления их активности, которые были установлены для а- и р-дефенсинов. Основной мишенью их поражающего действия на бактерии является цитоплазматическая мембрана. Перфорируя плазмалемму бактерий, дефенсины насекомых нарушают структурную целостность клетки, ее ионный го-меостаз, вызывают частичную деполяризацию мембраны и уменьшение концентрации цитоплазматического аденозинтрифосфата вследствие ингибирования окислительного фосфорилирования. Остается, однако, не совсем ясным вопрос, почему при столь общих проявлениях воздействия на цитоплазматическую мембрану дефенсины насекомых по сравнению с дефенсинами млекопитающих и птиц характеризуются столь слабой антимикробной активностью в отношении грамотрицательных бактерий. Может быть, фактором, ограничивающим антимикробную активность дефенсинов насекомых в отношении фамотрицательных бактерий, является наружная мембрана последних, которая слабо проницаема именно для рассматриваемого типа пептидных молекул.

У большинства изученных видов насекомых содержание антимикробных пептидов в гемолимфе находится на фоновом уровне. Это касается и присутствия таких пептидов, как цекропины и дефенсины насекомых. Синтез дефенсинов у насекомых, как и большинства других антибиотических пептидов, носит преимущественно индуцибельный характер. Попадание бактерий и грибов, а также липополисахаридов и продуктов их метаболизма во внутреннюю среду животных инициирует защитный процесс продукции жировым телом насекомых широкого спектра антимикробных пептидов, секретируемых в гемолимфу. Меньший вклад в биосинтез этих пептидов вносят гемоциты и другие клеточно-тканевые структуры организма. Антимикробные пептиды продуцируются также эпидермальными клетками в ответ на повреждение или инфицирование кутикулы насекомых. В этом наблюдается существенное сходство данного процесса с биосинтезом и продукцией Р-дефенсинов эпителием трахеи крупного рогатого скота. Более того, существует удивительное совпадение ряда молекулярно-генетических процессов в эпителиях у насекомого и млекопитающего, выражающееся в вовлечении в индуктивный синтез пептидов сходных генетических структур и, в частности, так называемых кр-подобных промоторных участков генов, которые ответственны за синтез антибиотических пептидов у столь эволюционно удаленных видов животных. Необходимо, однако, отметить, что если для насекомых подобный индуцибельный характер биосинтеза антибиотических пептидов является правилом, то для млекопитающих феномен индуцибельного синтеза р-дефенсинов в эпителии трахеи и кератиноцитах кожи человека — это пока, скорее всего, исключение. Для высших животных свойствен конститутивный синтез лейкоцитарных и эпителиальных антимикробных пептидов и белков только на определенной стадии их клеточного развития, с последующей упаковкой этих защитных соединений в гранулы на уровне аппарата Гольджи и сохранения их в соответствующих клетках в преформированном, уже, как правило, готовом для функционирования состоянии. Повреждения, инициирующие фагоцитоз или воспалительную реакцию, запускают процесс мобилизации депонированных в виде предшественников антибиотических пептидов и белков.

Это интересно:

Витамин B17
Витамин B17 (нитрилозид). Улучшает в организме обменные процессы, препятствует развитию опухолей. Наиболее богаты им семена абрикоса, вишни, миндаля, сливы, яблони, гречихи, проса и льна-долгунца. ...

Индукционные взаимодействия при развитии глаз дрозофилы
Стереотипно происходящее развитие сложного глаза дрозофилы представляет собой еще одну систему, в которой возможно прямое наблюдение для идентификации отдельных клеток и прослеживания их дальнейшего развития. Кроме того, генетика дрозофил ...

Фотосинтез и урожай
Жизнь современного человека немыслима без выращивания различных культурных растений. Органические вещества, образуемые ими в ходе фотосинтеза, служат основой питания человека, производства лекарств, они нужны для изготовления бумаги, мебе ...