Дефензины

Дефензины (англ. defensin, от англ. defense — защита) — катионные пептиды иммунной системы, активные в отношении бактерий, грибков и многих оболочечных и безоболочечных вирусов. Состоят из 18-45 аминокислот, в том числе 6-8 цистеиновых эволюционно консервативных остатков. Иммунные клетки используют дефензины для уничтожения бактерий, поглощённых при фагоцитозе. Обычно дефензины присоединяются к клеточной мембране микроба и углубляются в неё, формируя порообразные разрывы.

Большинство дефензинов являются амфипатическими молекулами, имеющими кластеры положительно заряженных аминокислот и участки с гидрофобными аминокислотными остатками. Это позволяет им взаимодействовать с микробными мембранами, схематически изображёнными со своим отрицательно заряженными головками фосфолипидов и гидрофобными остатками жирных кислот. Благодаря трансмембранному электрическому потенциалу молекулы дефензинов притягиваются к мембране микроорганизма.

Дефензины млекопитающих по отличиям в структуре подразделяют на три группы:

• Альфа-дефензины обнаруживаются в основном в нейтрофилах и клетках Панета.
• Бета-дефензины обнаруживаются в лейкоцитах и эпителиальных клетках. HBD3 выявлен в лейкоцитах, сердечной и скелетных мышцах. HBD4 экспрессирован в некоторых эпителиальных клетках и нейтрофилах.
• Тета-дефензины не обнаруживаются у человека. Пока что известно о наличии тета-дефензинов в организмах некоторых видов приматов, таких как макака-резус и павиан анубис.

Человеческий геном содержит шесть генов тета-дефензинов (DEFT), однако стоп-кодон, расположенный слишком близко к началу сигнальной последовательности, мешает их экспрессии. При искусственном «исправлении» этих псевдогенов, удалось произвести соответствующие пептиды, которые были названы ретроциклинами, они способны противостоять ВИЧ, вирусу герпеса, гриппу A, и, возможно, другим вирусам, препятствуя их прониканию в клетку.

Большинство дефензинов in vitro оказывает антимикробное действие в отношении бактерий и грибов. При оптимальных условиях антимикробная активность проявляется при концентрациях дефензинов порядка 110 мкг/мл. HNP имеет свою характерную антимикробную специфичность, даже, несмотря на практическую идентичность этих пептидов друг другу.  HBD2 и HBD3 показывают большее разнообразие своего действия в отношении различных микроорганизмов, чем HBD1, причем аэробы являются более чувствительными, по сравнению с анаэробами. Однако HBD3 активен в отношении большего спектра бактерий, грибов и, кроме того, действует в меньших концентрациях по сравнению с другими членами семейства HBD. Наименьшую противобактериальную активность проявляет HBD4, однако он наиболее активен в отношении Pseudomonas aeruginosa. Кроме того, для некоторых дефензинов характерен взаимоусиливающий эффект противомикробного действия. Повышение проницаемости мембран – ключевой механизм антимикробного действия α- и β-дефензинов. Микробицидные свойства дефензинов обусловлены их электростатическим взаимодействием с бактериями. Кроме того, существуют доказательства наличия у дефензинов внутриклеточных мишеней. В частности, проникнув в цитоплазму, они могут ингибировать синтез бактериальных протеинов и нуклеиновых кислот.