Қансорғыш жәндіктер сілекейіндегі нитрофорин құрылымы мен қасиеттері
Nitrophorin
Қансорушы жәндіктер сілекейіндегі нитрофорин – гемопротеин. Rhodnius prolixus жәндігінде 7 түрі бар (NP1-NP7). Олар азот оксиді (NO) тасымалдайды, гистаминмен байланысады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Нитрофориндер – қанмен қоректенетін жәндіктердің сілекейінде табылған гемопротеиндер. Rhodnius prolixus қан сорғыш жәндігінің сілекейінде кем дегенде жеті гомологты нитрофорин бар, олар бездердегі салыстырмалы мөлшері бойынша NP1-ден NP7-ге дейін белгіленеді. Оқшауланған кезде нитрофориндер темірге (Fe3+) байланысқан азот оксидін (NO) қамтиды. Тіндердің зақымдануына жауап ретінде жанушы бөліп шығаратын гистамин – тағы бір нитрофорин лигандасы. Нитрофориндер NO-ны тамақтану орнына тасымалдайды. Сұйылту, гистаминді байланыстыру және pH-тың жоғарылауы (сілекей безіндегі pH ~5-тен жанушы тініндегі pH ~7.4-ке дейін) NO-ның тіндерге босауын жеңілдетеді, онда ол қантамырлардың кеңеюін тудырады. Гемиптера Cimex lectularius (жатақ құрты) сілекейлік нитрофорині Rhodnius prolixus нитрофориндерімен тізбектес ұқсастығы жоқ, бірақ инозитол полифосфат-5 фосфатазасына гомологты. Бұл екі кластағы жәндік нитрофориндері конвергентті эволюцияның нәтижесінде пайда болған деп есептеледі. Бірнеше нитрофорин кешендерінің кристалдық құрылымы белгілі. Rhodnius prolixus нитрофоринінің құрылымы липокалинге ұқсас сегіз жіпті β-цилиндр, үш α-спираль және екі дисульфидтік байланыстан тұрады, гема цилиндрдің бір жағына енгізілген. Липокалин отбасының мүшелері білівердинді қоса алғанда, әртүрлі шағын гидрофобты лигандтарды ұқсас жолмен байланыстыра алады. Гема темірі гистидин қалдығына (His 59) байланысқан. His 59-ның орны су арқылы аспартик қышқылы қалдығының карбоксилатына (Asp 70) жасалған сутектік байланыс арқылы бекітілген. His 59–Fe байланысы имидазол жазықтығынан шамамен 15° бұрылған. Asp 70 гема пропионаттарының бірімен ерекше сутектік байланыс жасайды, бұл қалдықтың pKa өзгергенін көрсетеді. NP1 гистамин құрылымында His 59 және гистамин имидазол сақиналарының жазықтықтары тотыққан цитохром b5-де кездесетінге ұқсас орналасқан. Cimex lectularius нитрофоринінің бүктемесі орталық 11 жіпті β-сэндвич және жеті шеткі α-спиральден тұрады. Гема β-парақша мен α-спираль арасында орналасқан, гема темірі цистеинат қалдығына байланысқан. NO гема Fe3+ және проксималды Cys 60 лигандымен байланыса алады, бұл S-нитрозильдеудің қайтымды болуына әкеледі.
Nitrophorins are hemoproteins found in the saliva of blood feeding insects. Saliva of the blood sucking bug Rhodnius prolixus contains at least seven homologous nitrophorins, designated NP1 to NP7 in order of their relative abundance in the glands. As isolated, nitrophorins contain nitric oxide (NO) ligated to the ferric heme iron (Fe3+). Histamine, which is released by the host in response to tissue damage, is another nitrophorin ligand. Nitrophorins transport NO to the feeding site. Dilution, binding of histamine and increase in pH (from pH ~5 in salivary gland to pH ~7.4 in the host tissue) facilitate the release of NO into the tissue where it induces vasodilatation. The salivary nitrophorin from the hemipteran Cimex lectularius (bedbug) has no sequence similarity to Rhodnius prolixus nitrophorins but is homologous to the inositol polyphosphate 5 phosphatase It is suggested that the two classes of insect nitrophorins have arisen as a product of the convergent evolution. The crystal structures of several nitrophorin complexes are known. The Rhodnius prolixus nitrophorin structures reveal lipocalin like eight stranded β barrel, three α helices and two disulfide bonds, with heme inserted into one end of the barrel. Members of the lipocalin family are known to bind a variety of small hydrophobic ligands, including biliverdin, in a similar fashion. The heme iron is ligated to histidine residue (His 59). The position of His 59 is restrained through water mediated hydrogen bond to the carboxylate of aspartic acid residue (Asp 70). The His 59–Fe bond is bent ~15° out of the imidazole plane. Asp 70 forms an unusual hydrogen bond with one of the heme propionates, suggesting the residue has an altered pKa. In NP1 histamine structure, the planes of His 59 and histamine imidazole rings lie in an arrangement almost identical to that found in oxidized cytochrome b5. The fold of nitrophorin from Cimex lectularius consists of central 11 stranded β sandwich and seven peripheral α helices. The heme is positioned between β sheet and an α helix, with heme iron ligated to cysteinate residue. NO can bind both to heme Fe3+ and to proximal Cys 60 ligand causing reversible S nitrosylation.