Рогожин Е.А., Смирнов А.Н., Мусолямов А.Х., Егоров Ц.А., Гришин Е.В. ВЫДЕЛЕНИЕ НОВЫХ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ ИЗ ЗЕРНОВОК ЕЖОВНИКА ОБЫКНОВЕННОГО (ECHINOCHLOA CRUSGALLIIL.)
Гены, кодирующие антимикробные белки и пептиды (АМП), — древние и наиболее общие для многоклеточных организмов компоненты конститутивных защитных систем для борьбы с патогенами. В настоящее время известно более 800 АМП, обладающих различной структурой, аминокислотным составом и механизмом действия. Большинство из них обладают широким спектром антимикробной активности. Все АМП являются положительно заряженными, цистеин-богатыми молекулами. Липид-переносящие белки (LTP) представляют собой гомогенное семейство основных пептидов длиной 90-93 аминокислотных остатка, содержащих 8 цистеиновых остатков. LTP ингибируют рост грибов в диапазоне концентраций 8-200 мкг/мл. Дефензины растений являются широко распространенными защитными соединениями. Они состоят из 45-54 а.к.о., имеют положительный заряд и синтезируются тканеспецифично. Некоторые дефензины способны эффективно ингибировать рост гиф фитопатогенных грибов при концентрациях 2-15 мкг/мл.
Цель настоящей работы заключалась в выделении, составлении характеристики ряда АМП из зерна сорного злакового растения — ежовника
обыкновенного
(Echinochloa crusgalli (L.) Beauv.) и определении их биологической активности по отношению к фитопатогенным грибам и оомицетам. В результате с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в сочетании с MALDI масс-спектрометрией и автоматическим секвенированием по Эдману выделено 2 гомологичных пептида, названных Ec-AMP-D1 и Ec-AMP-D2. Определены их полные аминокислотные последовательности; оба пептида состоят из 46 а.к.о., содержат 8 остатков цистеина, которые образуют 4 дисульфидные связи и различаются единственной аминокислотной заменой в 45-ом положении полипептидной цепи. Поиск гомологий по базе данных UniProt выявил высокую степень идентичности выделенных молекул с ранее описанными представителями семейства дефензинов. По результатам испытаний антимикробной активности установлено, что они способны ингибировать рост ряда фитопатогенных грибов и оомицетов в микромолярных концентрациях. Дефензин D1 подавлял прорастание зооспорангиев Phytophthora
infestans при IC50 равной 25 мкг/мл, а также прорастание конидий возбудителей болезней кукурузы (Zea mays L.): Fusarium graminearum, F.verticillioides, Colletotrichum graminicola
и Diplodia maydis при IC50 в диапазоне 10-15 мкг/мл (D2, обладая большим суммарным положительным зарядом молекулы по сравнению с D1, все же проявлял более слабую ингибирующую активность в отношении оомицета Ph.
infestans) [1]. Сравнение аминокислотной последовательности D1 с исследованными ранее дефензинами пшеницы (Triticum sp.), не обладающими антимикробной активностью, позволило локализовать детерминанты антигрибной активности в С-концевом участке молекулы пептида [2]. Разработана схема выделения нового липид-переносящего белка (Ec-LTP) из зерновок ежовника. Определены его молекулярная масса, аминокислотный состав и N-концевая аминокислотная последовательность. Определение антимикробной активности показало способность данного белка в опытах in vitro подавлять выход зооспор оомицета Ph. infestans на уровне 90% при концентрации ПО мкг/мл (IC50 – 27 мкг/мл) в условиях пониженной температуры (+4…6ºС) [3]. Предполагается, что антимикробный эффект данного белка связан с повышенной экспрессией генов, кодирующих ЛПБ в растениях в ответ на понижение температуры в осенний период. Полученные пептиды перспективны для трансформации культурных растений и получения трансгенных растений, устойчивых к болезням.
Литература
1. Odintsova T.I. et al. Seed defensins of barnyard grass Echinochloa crusgalla (L.) Beauv. // Biochimie. – 2008. – V. 90, № 11-12. – P. 1667-1673.
2. Odintsova T.I. et al. Seed defensins from T. kiharae and related species: genome localization of defensin-encoding genes // Biochimie. – 2007. – V. 89. – P. 605-612.
3. Рогожин Е.А. и др. Выделение и характеристика нового липид-переносящего белка из зерновок ежовника обыкновенного (Echinochloa crusgalli) // Прикл. биохим. и микробиол. – 2009. – Т. 45, № 4. – С. 1-7.
Loading ...