페리비텔린-2

Perivitellin-2
포마세아 캐널리큘라타 페리비텔린-2
식별자
유기체금사과 달팽이
기호.PCPv2
Alt.PV2

페리비텔린-2(PV2)는 사과달팽이 마쿠라타(PmPv2)와 카날리쿠라타(PcPv2)의 난주비텔린액에 존재하는 모공형성 독소이다.페리비텔린이라고 불리는 이 단백질은 달걀에 대량으로 축적됩니다.독소 PV2는 포식자로부터 알을 보호하지만, 발달하는 달팽이 [1]배아를 영양 공급하기도 합니다.

구조와 안정성

이들 ~172-kDa 단백질은 AB 독소의 이합체이며, 각 단백질은 MACPF(Membrane Attack Complex and Perin)[2][3] 계열의 모공 형성 단백질과 연결된 타킬렉틴 계열(타깃팅 모듈)의 탄수화물 결합 단백질로 구성되어 있다.Pomacea 달팽이에서 연구된 대부분의 다른 주변 비텔린과 마찬가지로, PV2는 광범위한 pH 값에서 매우 안정적이며 위장 소화를 견디는 특성, [2][1][4]즉 계란의 영양 가치를 낮추어 포식자를 억제하는 항영양 방어 시스템과 관련된 특성입니다.

기능들

페리비텔린 유체의 일부로서 페리비텔린-2는 특히 자유생활로 이행하는 동안 내인성 에너지 [5]및 구조분자로 사용될 가능성이 있는 마지막 단계에서 배아를 위한 영양원을 구성한다.PV2는 또한 [2][6][1]포식으로부터 배아를 보호하는 복잡한 방어 체계에서 역할을 한다.

포마세아 마쿠라타 페리비텔린-2
Figure PmPV2 structure.png
식별자
유기체사과달팽이
기호.PmPv2
Alt.PV2

PV2는 [2][3]특정 구조의 두 서브유닛과 관련된 렉틴 및 천공 활성을 모두 가진다.렉틴으로서 PV2s는 토끼 적혈구를 응집시켜 체외 및 체내 [2][1][7]장세포의 혈장막에 결합할 수 있다.천공으로서 PV2는 혈장막 전도도를 변화시키는 장세포를 교란시켜 인공지질 이중층 [3]내에 큰 모공을 형성할 수 있다.이러한 페리비텔린에 대한 흥미로운 문제는 두 개의 면역 단백질(렉틴과 천공)의 조합이 단백질 탈수의 훌륭한 [2][3]예인 새로운 독성 실체를 발생시켰다는 것이다.이 2진 구조는 박테리아와 식물에서 주로 묘사되는 독소 그룹인 "AB-톡신" 내의 PV2를 포함한다.PV2 독소에서 렉틴은 특정 글리칸의 인식을 통해 표적막과 결합해 전달 "B" 서브유닛으로 작용하고, 그 후 모공 형성 서브유닛인 "A" 서브유닛은 큰 모공을 형성하는 지질 이중층을 교란시켜 세포사망으로 이어지며, 따라서 진정한 모공 형성 [3]독소를 구성한다.

포유류에 대한 독성

PV2 독소는 혈류(LD50, 96 h 0.25mg/kg, i.p.)에 들어갈 때 생쥐에게 매우 독성이 있는 것으로 입증되었고, 치사량 투여자는 약하고 무기력한 상태, 낮은 머리와 구부린 자세(또는 반감기), 반감기 눈, 태두호흡, 털, 후두꺼비, 마비 등의 신경학적 징후를 보였다.체중을 지탱할 수 있습니다([3][6]사마비).영향을 받은 생쥐의 조직병리학적 분석 결과, PV2 독소는 척수의 등쪽 뿔, 특히 2번째와 3번째 회백질 층에 영향을 미쳐 칼슘 대사를 변화시키고 뉴런 아포토시스를 [6]일으킨다.신경독성 외에도, PV2는 섭취 시 생쥐에게 장독성이 있다는 것이 최근 밝혀졌는데, 이 기능은 [1]동물성 단백질에 기인한 적이 없었다.세포 수준에서 PV2는 장세포에 세포독성을 가지며, 장세포 표면형태의 변화를 일으켜 막의 거칠기를 증가시킨다.시스템 수준에서 PV2의 경구 투여는 마우스 장 점막에 큰 형태학적 변화를 유발하여 흡수 표면을 감소시킨다.또한 PV2는 Peyer's 패치에 도달하여 림프모낭을 활성화하고 아포토시스를 [1]유발합니다.

모공 형성 독소의 진화

앰풀라리드에서 MACPF-타킬렉틴 복합체의 진화에 대한 개략도.MACPF와 타킬렉틴 유전자의 게놈 배열에 기초하여, 모델은 앰풀라리드의 공통 조상에 MACPF-타킬렉틴 복합체의 단일 복사본이 존재했음을 제안한다.오직 두 종의 포마세아에서만 MACPF-타킬렉틴 유전자가 Ampullariidae에 걸쳐 보존되고 있는 것과 탠덤 복제에 의해 생성된 다중 포마세아 고유 MACPF-타킬렉틴 유전자가 모두 매우 다양해졌다.최종 1-MACPF 및 2-타킬렉틴 배치는 포마케아의 알부민샘과 알에서 검출된 단백질에서만 발현된다.유전자 다이어그램 박스 아래 및 안쪽의 번호는 각각 비계 번호와 비계 내 유전자 번호이다.예를 들어 Lny_22924에 MACPF 유전자(Lny_22924_0.25)와 타킬렉틴 유전자(Lny_22924_0.27)를 함유하는 라니스테스 니아사누스.Pomacea canueliculata의 경우 유전자 도표 상자 위에 염색체 번호가 표시되어 있다.자세한 내용은 Sun 등,[8] 2019에서 확인할 수 있다.

단백질 분석 결과, MACPF와 타킬렉틴은 포마케아 알에서 가장 풍부한 단백질 중 하나이지만 [9][10]물밑에 알을 낳는 속에서는 작은 단백질이다.화석 기록인 3MYA에 따르면, 포마세아가 마리사에서 갈라져 물 위에 알을 낳기 시작했을 때, 이 두 유전자는 광범위한 복제를 거쳤고, 이 관련 없는 단백질들은 공유 결합에 의해 결합되어 새로운 역할에 공존하는 PV2 AB 독소로 이량화 되었다.이 새로운 구조는 소화가 되지 않고 장독성이며 신경독성이 [3][1]있는 새로운 독소를 만들어냈다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g Giglio ML, Ituarte S, Ibañez AE, Dreon MS, Prieto E, Fernández PE, Heras H (2020). "Novel Role for Animal Innate Immune Molecules: Enterotoxic Activity of a Snail Egg MACPF-Toxin". Frontiers in Immunology. 11: 428. doi:10.3389/fimmu.2020.00428. PMC 7082926. PMID 32231667.
  2. ^ a b c d e f Dreon MS, Frassa MV, Ceolín M, Ituarte S, Qiu JW, Sun J, et al. (2013-05-30). "Novel animal defenses against predation: a snail egg neurotoxin combining lectin and pore-forming chains that resembles plant defense and bacteria attack toxins". PLOS ONE. 8 (5): e63782. Bibcode:2013PLoSO...863782D. doi:10.1371/journal.pone.0063782. PMC 3667788. PMID 23737950.
  3. ^ a b c d e f g Giglio ML, Ituarte S, Milesi V, Dreon MS, Brola TR, Caramelo J, et al. (August 2020). "Exaptation of two ancient immune proteins into a new dimeric pore-forming toxin in snails". Journal of Structural Biology. 211 (2): 107531. doi:10.1016/j.jsb.2020.107531. PMID 32446810. S2CID 218873723.
  4. ^ Frassa MV, Ceolín M, Dreon MS, Heras H (July 2010). "Structure and stability of the neurotoxin PV2 from the eggs of the apple snail Pomacea canaliculata". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1804 (7): 1492–1499. doi:10.1016/j.bbapap.2010.02.013. PMID 20215051.
  5. ^ Heras H, Garin CF, Pollero RJ (1998). "Biochemical composition and energy sources during embryo development and in early juveniles of the snail Pomacea canaliculata (Mollusca: Gastropoda)". Journal of Experimental Zoology. 280 (6): 375–383. doi:10.1002/(SICI)1097-010X(19980415)280:6<375::AID-JEZ1>3.0.CO;2-K. ISSN 1097-010X.
  6. ^ a b c Heras H, Frassa MV, Fernández PE, Galosi CM, Gimeno EJ, Dreon MS (September 2008). "First egg protein with a neurotoxic effect on mice". Toxicon. 52 (3): 481–488. doi:10.1016/j.toxicon.2008.06.022. PMID 18640143.
  7. ^ Dreon MS, Fernández PE, Gimeno EJ, Heras H (June 2014). "Insights into embryo defenses of the invasive apple snail Pomacea canaliculata: egg mass ingestion affects rat intestine morphology and growth". PLOS Neglected Tropical Diseases. 8 (6): e2961. doi:10.1371/journal.pntd.0002961. PMC 4063725. PMID 24945629.
  8. ^ Sun J, Mu H, Ip JC, Li R, Xu T, Accorsi A, et al. (July 2019). Russo C (ed.). "Signatures of Divergence, Invasiveness, and Terrestrialization Revealed by Four Apple Snail Genomes". Molecular Biology and Evolution. 36 (7): 1507–1520. doi:10.1093/molbev/msz084. PMC 6573481. PMID 30980073.
  9. ^ Sun J, Zhang H, Wang H, Heras H, Dreon MS, Ituarte S, et al. (August 2012). "First proteome of the egg perivitelline fluid of a freshwater gastropod with aerial oviposition". Journal of Proteome Research. 11 (8): 4240–4248. doi:10.1021/pr3003613. PMID 22738194.
  10. ^ Mu H, Sun J, Heras H, Chu KH, Qiu JW (February 2017). "An integrated proteomic and transcriptomic analysis of perivitelline fluid proteins in a freshwater gastropod laying aerial eggs". Journal of Proteomics. 155: 22–30. doi:10.1016/j.jprot.2017.01.006. PMID 28095328.