Ugrás a tartalomhoz

Proteolipidek

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Nem tévesztendő össze a következővel: lipoproteinek.

A proteolipidek lipidhez – például zsírsavhoz, terpenoidhoz vagy szterolhoz – kovalensen kötött fehérjék. E kapcsolat létrehozása a fehérjelipidáció, mely az acilációk és poszttranszlációs módosítások közé tartoznak. Az agyban sok proteolipid található, de más állati és növényi szövetben is jelen vannak. Proteolipid például az éhséggel összefüggő ghrelin. Sok proteolipid zsírsavakhoz kovalensen kötött fehérjékből áll,[1] gyakran a biológiai membránokkal kölcsönhatási felületet adva.[2] Nem tévesztendők össze a lipoproteinekkel, melyek lipidekből és apolipoproteinekből állnak.

Szerkezet

[szerkesztés]
Bővebben: lipidkapcsolt fehérje

A fehérjéhez kötődő zsírsavtól függően a proteolipid tartalmazhat mirisztoil-, palmitoil- vagy prenilcsoportot. Ezek funkciója és aminosav-preferenciájuk eltér. Ezek hozzáadása a mirisztoiláció (általában N-terminális Gly-hez), palmitoiláció vagy preniláció (ciszteinhez). A látszólag specifikus név ellenére az N-mirisztoiláció és S-palmitoiláció – gyakran növényi és vírus-proteolipideknél – más zsírsavval is megtörténhet.[2][3]

A lipidált peptidek a peptidhez kötött egy vagy több lipidlánccal rendelkező amfifil peptidek. A peptidamfifilekhez hasonlóan a hidrofil/hidrofób egyensúlynak és a peptidegységek közti kölcsönhatásoknak megfelelő szerkezetet vesznek fel, mely az aminosavak töltésétől függ.[4] A lipidált peptidekben az amfifil felületaktív anyagok felületi jellemzői és a bioaktív peptidek működése is megtalálható, és számos nanoszerkezetet képesek alkotni.[5][6]

Funkció és alkalmazás

[szerkesztés]

Tulajdonságaik, például a magas receptoraffinitás és bioaktivitás, valamint az alacsony toxicitás miatt a peptidek terápiás használata fontos lehet: több mint 100 bejegyzett peptidalapú gyógyszer van.[7] Hátrányuk az alacsony oralis biohasznosíthatóság és stabilitás. A lipidáció mint kémiai módosítás hasznosnak bizonyult ezek megoldásában: 4 lipidált peptidgyógyszert fogadtak el humán használatra, és sok más klinikai kísérletek alatt áll.[8] Két bejegyzett gyógyszer hosszú hatású GLP-1-analóg, ezek a liraglutid (Victoza®) és az inzulin-detemir (Levemir®). A másik kettő a daptomicin és a polimixin B antibiotikumok.

A lipidált peptideket máshol, például a kozmetikában is használják.[4] A kereskedelemben kapható Matrixil lipidált peptidet használják ránctalanító krémekben. Ez KTTKS szekvenciájú pentapeptid, melyhez palmitoil-lipidlánc kötődik, növelve a kollagén- és fibronektintermelést a fibroblasztokban.[9] Több tanulmány szerint is ígéretes a palmitoil-KTTKS, a topikus krémekről kiderült a vékony vonalak és ráncok számát csökkentő képessége, segítve a bőröregedés késleltetését.[10] Hamleyék vizsgálták a palmitoil-KTTKS-t, és kiderítették, hogy nanoszalagokká áll össze 3–7 közti pH esetéén, és koncentrációfüggő mértékben stimulálják a bőr- és a cornealis fibroblasztokat az aggregációs koncentráció felett.[11]

Vannak ritkább, a membránhoz nem feltétlenül kapcsolódó fehérjeacilációs formák. Ilyenek például a szerin O-oktanoilációja a ghrelinben, O-palmitoleoilációja a Wnt-fehérjékben és O-palmitoilációja a H4 hisztonban az LPCAT1 által. A sünfehérjéken N-palmitoiláció és koleszteriláció is történik. Egyes bőrceramidok proteolipidek.[2] A lizin aminocsoportja is mirisztoilálódhat, ennek mechanizmusa kevéssé ismert.[12]

Baktériumokban

[szerkesztés]

Minden baktérium sejtmembránjában vannak proteolipidek, ezeket néha tévesen bakteriális lipoproteinnek nevezik. Gyakori módosulás az N-acil és S-diacilglicerin kapcsolása N-terminális cisztinhez. A Gram-negatív baktériumokban lévő Braun-lipoprotein e csoport tagja. Ezenkívül a Mycobacterium O-mikolát-fehérjéket tartalmaz külső membránjában.[13] A kloroplasztiszok és mitokondriumok számos, a baktériumok által proteolipideken végzett módosításra képesek.[14][15] N-acildiacilglicerilált sejtfal-proteolipidek adatbázisa a DOLOP.[16]

A patogén spirocheták, például a Borrelia burgdorferi és a Treponema pallidum proteolipid adhezinjeiket használják a sejtekhez tapadáshoz.[17] Ezek erős antigének, a két faj fő immunogénjei.[18]

A proteolipidek közé tartoznak nem a riboszómában szintetizált bakteriális antibiotikumok.[8] A nem riboszomális peptidszintáz előállíthat lipidhez kapcsolt peptidet, „lipopeptidet”.[13] A bakteriális proteolipidek és lipopeptidek (LP) erős szepszisindukálók, csak a lipopoliszacharidoknál gyengébb gyulladásokozók. Az LPS-t a TLR4, az LP-t a TLR2 észleli.[19]

Bacillus

[szerkesztés]

Sok proteolipidet a Bacillus nemzetség állít elő, ezek 7–10 aminosavból álló gyűrűk, rajtuk 13–19 szénatomos β-hidroxizsírsavval.[20] Ezek a gyűrűs peptidtől függően lehetnek szurfaktinok, iturinok vagy fengicinek.[21][22][23] A Bacillus által termelt lipidált peptidek számos hasznos, például baktericid, virucid, fungicid és tumoricid funkcióval rendelkezhetnek,[20][21] számos területen hasznossá téve őket.

Szurfaktinok

[szerkesztés]

Nevüknek megfelelően a szurfaktinok erős biofelületaktív anyagok (baktériumok, élesztő vagy gomba által termelt felületaktív szerek), a víz felületi feszültségét 72-ről 27 mN/m-re csökkentik alacsony koncentrációban.[24] Továbbá a szurfaktinok képesek a lipidmembránok permeabilizálására, lehetővé téve számukra specifikus antimikrobiális és -virális funkciókat.[21][25][26] Mivel biofelületaktív anyagok, a szurfaktinok jellemzői erősen diverzek. Ilyenek például az alacsony toxicitás, a biológiai lebomlás és a hőmérséklet- és pH-változás jobb tűrése,[21] számos alkalmazásban használhatóvá téve őket.

Iturinok

[szerkesztés]

Az iturinok pórusképző antifungális lipopeptidek, ez a sejtek membránjával való kölcsönhatásán alapul.[21][22][27] A mikoszubtilin membránokkal szterolcsoportja révén kölcsönható, a gombákban lévő ergoszterolt célzó iturin, így fungicid e lipopeptid.[20][28]

Fengicinek

[szerkesztés]

A fengicinek további, a Bacillus subtilis által előállított biofelületaktívanyag-osztály, mely a fonalas gombák ellen hat.[23][27][29] Kétféle fengicin van, ezek a fengicin A és a fengicin B, melyek csak a 6. aminosavban térnek el – előbbiben ez alanin, utóbbiban valin.[30]

Streptomyces

[szerkesztés]

A daptomicin is természetes lipopeptid, melyet a Gram-pozitív Streptomyces roseoporous termel. Szerkezete dekanoil-lipidláncot tartalmaz, mely részben ciklizált peptidcsoporthoz kötődik.[4] Erős antimikrobiális szer, és Gram-pozitív baktériumok, például az MRSA vagy a vankomicin-rezisztens Enterococcusok okozta életveszélyes betegségek kezelésére használatos.[6][31][32] A Bacillus subtilis lipidált peptidjeihez hasonlóan a sejtmembránon való áthaladása okozza tulajdonságait, és hatásmechanizmusában feltehetően a dekanoillánc baktériummembránba jutása zavarja a membránt. Ez jelentős depolarizációt okoz, gátolva bizonyos szintéziseket, beleértve a DNS-, fehérje- és RNS-szintézist is, apoptózist okozva.[33][34][35]

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ MeSH Browser (angol nyelven). meshb.nlm.nih.gov . (Hozzáférés: 2018. március 11.)
  2. ↑ a b c Proteolipids - proteins modified by covalent attachment to lipids - N-myristoylated, S-palmitoylated, prenylated proteins, ghrelin, hedgehog proteins. The LipidWeb . (Hozzáférés: 2019. július 18.)
  3. ↑ Li Y, Qi B (2017). „Progress toward Understanding Protein S-acylation: Prospective in Plants”. Frontiers in Plant Science 8, 346. o. DOI:10.3389/fpls.2017.00346. PMID 28392791. PMC 5364179. 
  4. ↑ a b c Hamley IW (2015. május 1.). „Lipopeptides: from self-assembly to bioactivity”. Chemical Communications 51 (41), 8574–83. o. DOI:10.1039/C5CC01535A. PMID 25797909. 
  5. ↑ Cui H, Webber MJ, Stupp SI (2010). „Self-assembly of peptide amphiphiles: from molecules to nanostructures to biomaterials”. Biopolymers 94 (1), 1–18. o. DOI:10.1002/bip.21328. PMID 20091874. PMC 2921868. 
  6. ↑ a b Löwik DW, van Hest JC (2004. május 1.). „Peptide based amphiphiles”. Chemical Society Reviews 33 (4), 234–45. o. DOI:10.1039/B212638A. PMID 15103405. 
  7. ↑ Bruno BJ, Miller GD, Lim CS (2013. november 1.). „Basics and recent advances in peptide and protein drug delivery”. Therapeutic Delivery 4 (11), 1443–67. o. DOI:10.4155/tde.13.104. PMID 24228993. PMC 3956587. 
  8. ↑ a b Zhang L, Bulaj G (2012. március 31.). „Converting peptides into drug leads by lipidation”. Current Medicinal Chemistry 19 (11), 1602–18. o. DOI:10.2174/092986712799945003. PMID 22376031. 
  9. ↑ Katayama K, Armendariz-Borunda J, Raghow R, Kang AH, Seyer JM (1993. május 1.). „A pentapeptide from type I procollagen promotes extracellular matrix production”. The Journal of Biological Chemistry 268 (14), 9941–4. o. DOI:10.1016/S0021-9258(18)82153-6. PMID 8486721. 
  10. ↑ Robinson LR, Fitzgerald NC, Doughty DG, Dawes NC, Berge CA, Bissett DL (2005. június 1.). „Topical palmitoyl pentapeptide provides improvement in photoaged human facial skin”. International Journal of Cosmetic Science 27 (3), 155–60. o. DOI:10.1111/j.1467-2494.2005.00261.x. PMID 18492182. 
  11. ↑ Jones RR, Castelletto V, Connon CJ, Hamley IW (2013. március 1.). „Collagen stimulating effect of peptide amphiphile C16-KTTKS on human fibroblasts”. Molecular Pharmaceutics 10 (3), 1063–9. o. DOI:10.1021/mp300549d. PMID 23320752. 
  12. ↑ Lanyon-Hogg T, Faronato M, Serwa RA, Tate EW (2017. július 1.). „Dynamic Protein Acylation: New Substrates, Mechanisms, and Drug Targets”. Trends in Biochemical Sciences 42 (7), 566–581. o. DOI:10.1016/j.tibs.2017.04.004. PMID 28602500. 
  13. ↑ a b Microbial Proteolipids and Lipopeptides - glycopeptidolipids, surfactin, iturnins, polymyxins, daptomycin. The LipidWeb . (Hozzáférés: 2019. július 21.)
  14. ↑ Glenz K, Bouchon B, Stehle T, Wallich R, Simon MM, Warzecha H (2006. január 1.). „Production of a recombinant bacterial lipoprotein in higher plant chloroplasts”. Nature Biotechnology 24 (1), 76–7. o. DOI:10.1038/nbt1170. PMID 16327810. 
  15. ↑ Wang P, Dalbey RE (2011. március). „Inserting membrane proteins: The YidC/Oxa1/Alb3 machinery in bacteria, mitochondria, and chloroplasts”. Biochim Biophys Acta 1808 (3), 866–875. o. DOI:10.1016/j.bbamem.2010.08.014. PMID 20800571. (Hozzáférés: 2024. január 2.) 
  16. ↑ DOLOP - A Database of Bacterial Lipoproteins. cam.ac.uk. (Hozzáférés: 2017. január 2.)
  17. ↑ Chan K, Nasereddin T, Alter L, Centurion-Lara A, Giacani L, Parveen N (2016. május 1.). „Treponema pallidum Lipoprotein TP0435 Expressed in Borrelia burgdorferi Produces Multiple Surface/Periplasmic Isoforms and mediates Adherence”. Scientific Reports 6, 25593. o. DOI:10.1038/srep25593. PMID 27161310. PMC 4861935. 
  18. ↑ Porcella SF, Schwan TG (2001. március 1.). „Borrelia burgdorferi and Treponema pallidum: a comparison of functional genomics, environmental adaptations, and pathogenic mechanisms”. The Journal of Clinical Investigation 107 (6), 651–6. o. DOI:10.1172/JCI12484. PMID 11254661. PMC 208952. 
  19. ↑ de Tejada, Guillermo Martinez (2015. november 1.). „Lipoproteins/peptides are sepsis-inducing toxins from bacteria that can be neutralized by synthetic anti-endotoxin peptides”. Scientific Reports 5 (1), 14292. o. DOI:10.1038/srep14292. PMID 26390973. PMC 4585737. 
  20. ↑ a b c Zhao H, Shao D, Jiang C, Shi J, Li Q, Huang Q, Rajoka MS, Yang H, Jin M (2017. augusztus 1.). „Biological activity of lipopeptides from Bacillus”. Applied Microbiology and Biotechnology 101 (15), 5951–5960. o. DOI:10.1007/s00253-017-8396-0. PMID 28685194. 
  21. ↑ a b c d e Mnif I, Ghribi D (2015. május 1.). „Review lipopeptides biosurfactants: Mean classes and new insights for industrial, biomedical, and environmental applications”. Biopolymers 104 (3), 129–47. o. DOI:10.1002/bip.22630. PMID 25808118. 
  22. ↑ a b Singh P, Cameotra SS (2004. március 1.). „Potential applications of microbial surfactants in biomedical sciences”. Trends in Biotechnology 22 (3), 142–6. o. DOI:10.1016/j.tibtech.2004.01.010. PMID 15036865. 
  23. ↑ a b Steller S, Vollenbroich D, Leenders F, Stein T, Conrad B, Hofemeister J, Jacques P, Thonart P, Vater J (1999. január 1.). „Structural and functional organization of the fengycin synthetase multienzyme system from Bacillus subtilis b213 and A1/3”. Chemistry & Biology 6 (1), 31–41. o. DOI:10.1016/S1074-5521(99)80018-0. PMID 9889147. 
  24. ↑ Ohno A, Ano T, Shoda M (1995. július 1.). „Production of a lipopeptide antibiotic, surfactin, by recombinant Bacillus subtilis in solid state fermentation”. Biotechnology and Bioengineering 47 (2), 209–14. o. DOI:10.1002/bit.260470212. PMID 18623394. 
  25. ↑ Heerklotz H, Seelig J (2001. szeptember 1.). „Detergent-like action of the antibiotic peptide surfactin on lipid membranes”. Biophysical Journal 81 (3), 1547–54. o. DOI:10.1016/S0006-3495(01)75808-0. PMID 11509367. PMC 1301632. 
  26. ↑ Carrillo C, Teruel JA, Aranda FJ, Ortiz A (2003. április 1.). „Molecular mechanism of membrane permeabilization by the peptide antibiotic surfactin”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 1611 (1–2), 91–7. o. DOI:10.1016/S0005-2736(03)00029-4. PMID 12659949. 
  27. ↑ a b Hamley IW, Dehsorkhi A, Jauregi P, Seitsonen J, Ruokolainen J, Coutte F, Chataigné G, Jacques P (2013. október 1.). „Self-assembly of three bacterially-derived bioactive lipopeptides”. Soft Matter 9 (40), 9572–8. o. DOI:10.1039/c3sm51514a. PMID 26029764. 
  28. ↑ Nasir MN, Besson F (2012. május 1.). „Interactions of the antifungal mycosubtilin with ergosterol-containing interfacial monolayers”. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes 1818 (5), 1302–8. o. DOI:10.1016/j.bbamem.2012.01.020. PMID 22306791. 
  29. ↑ Deleu M, Paquot M, Nylander T (2008. április 1.). „Effect of fengycin, a lipopeptide produced by Bacillus subtilis, on model biomembranes”. Biophysical Journal 94 (7), 2667–79. o. DOI:10.1529/biophysj.107.114090. PMID 18178659. PMC 2267117. 
  30. ↑ Meena KR, Kanwar SS (2015). „Lipopeptides as the antifungal and antibacterial agents: applications in food safety and therapeutics”. BioMed Research International 2015, 473050. o. DOI:10.1155/2015/473050. PMID 25632392. PMC 4303012. 
  31. ↑ Woodworth JR, Nyhart EH, Brier GL, Wolny JD, Black HR (1992. február 1.). „Single-dose pharmacokinetics and antibacterial activity of daptomycin, a new lipopeptide antibiotic, in healthy volunteers”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 36 (2), 318–25. o. DOI:10.1128/AAC.36.2.318. PMID 1318678. PMC 188435. 
  32. ↑ Baltz RH, Miao V, Wrigley SK (2005. december 1.). „Natural products to drugs: daptomycin and related lipopeptide antibiotics”. Natural Product Reports 22 (6), 717–41. o. DOI:10.1039/b416648p. PMID 16311632. 
  33. ↑ Silverman JA, Perlmutter NG, Shapiro HM (2003. augusztus 1.). „Correlation of daptomycin bactericidal activity and membrane depolarization in Staphylococcus aureus”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 47 (8), 2538–44. o. DOI:10.1128/aac.47.8.2538-2544.2003. PMID 12878516. PMC 166110. 
  34. ↑ Alborn WE, Allen NE, Preston DA (1991. november 1.). „Daptomycin disrupts membrane potential in growing Staphylococcus aureus”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 35 (11), 2282–7. o. DOI:10.1128/AAC.35.11.2282. PMID 1666494. PMC 245372. 
  35. ↑ Kirkham S, Castelletto V, Hamley IW, Inoue K, Rambo R, Reza M, Ruokolainen J (2016. július 1.). „Self-Assembly of the Cyclic Lipopeptide Daptomycin: Spherical Micelle Formation Does Not Depend on the Presence of Calcium Chloride”. ChemPhysChem 17 (14), 2118–22. o. DOI:10.1002/cphc.201600308. PMID 27043447. 

Fordítás

[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Proteolipid című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

[szerkesztés]
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Proteolipidek&oldid=26812711”