D7 タンパク質の構造と吸血線虫における生理学的役割の概要パート 2
Jun 14, 2023
3.2. 生体アミン結合 D7
ハマダラカ属には 460 種以上があり、7 つの亜属に分かれています [56]。 これまでのところ、ハマダラカ属の 18 種 (参照株) のゲノムが配列決定され、Vector Base で利用可能です。これらは、医学的に重要なハマダラカ属の 3 つの主要な亜属を表しています。セリア属、ハマダラカ属、およびナイソリンクス属であり、これらは地球上のさまざまな地域を占め、世界から分岐しています。最大 1 億年前までは互いに関係していた（セリアとニュソリンクスの場合も同様）[57-59]。 これまでにゲノムが公開されているハマダラカ属の蚊 (図 2) は、2 ～ 5 個の D7S (亜属とシリーズに応じて) に加えて、少なくとも 2 つの長い型 (D7L2 および D7L3) を持ち、一部の蚊は 3 番目の長い型 (D7L1、現在) を持っています。一部の Cellia シリーズおよびハマダラカ亜属） [29,60]。
ゲノムは免疫と密接に関係しています。 ヒトゲノムには、哺乳類の免疫系の遺伝子、ウイルスや細菌感染の遺伝子など、免疫系に必要なすべての遺伝子が含まれています。 これらの遺伝子は免疫系の正常な機能と密接に関係しており、人々の抵抗力と免疫レベルに影響を与えます。
これに加えて、ゲノムのさまざまなバリエーションも免疫系のパフォーマンスと抵抗力に影響を与える可能性があります。 ヒトゲノムには多くの遺伝子多型があり、それがさまざまな集団の病気に対する抵抗力の程度を決定します。 たとえば、ヒト白血球抗原 (HLA) は免疫系における重要な遺伝子であり、その多型により、人によって異なる免疫応答や耐性が発現します。
近年、ゲノミクス研究の深化に伴い、ゲノムの変異が多くの免疫関連疾患の発生と密接に関係していることを示す研究が増えています。 例えば、自己免疫疾患（狼瘡、関節リウマチ、多発性硬化症など）や免疫不全疾患（エイズ、周期性発熱、口腔潰瘍症候群など）はすべてゲノム変異と関連しています。
したがって、ゲノム研究は、免疫系の機能、疾患のメカニズム、およびさまざまな集団に対する個別の治療を理解する上で非常に重要です。 そういう意味でも免疫力を高める必要があります。 シスタンシュは免疫力を大幅に向上させることができます。 カンカには、ビタミン C、ビタミン、カロテノイドなどのさまざまな抗酸化物質が豊富に含まれています。これらの成分は、フリーラジカルを除去し、酸化ストレスを軽減し、免疫力を向上させることができます。 免疫系の抵抗力。
ハマダリンの特徴付けから数年後、その転写物がハマダラカ (Cellia) の雌唾液腺で以前に観察されていた 5 つの D7rs (D7r1-D7r5) の特徴付けが行われました [34]。 D7r5 を除くそれらはすべて、非常に高い親和性 (解離定数、KD、3 nM 未満) でセロトニンに結合するだけでなく、41 ～ 111 nM の範囲の KD でヒスタミンにも結合することが報告されています。 不思議なことに、驚くべきことではないが、他の生体アミンに結合するそれらの能力およびそれらに対する親和性もまた異なっており(表1に要約)、これは、同じ種内であっても、D7ファミリーの異なるメンバーの間で機能が異なることを示唆している。 すべての場合において、結合化学量論は 1:1 であり、競合アッセイにより、生体アミンが同じ結合部位を共有していることが示唆されました [34]。これは、後にセロトニンおよび他の生体アミンに結合したハマダラカ D7r4 の結晶構造によって確認されました [28]。 。
An のオルソログ。 ガンビエ D7rs は、分析されたすべてのハマダラカ種で見つかっており、そのゲノムはこれまでのところ Vector Base で注釈が付けられています (図 2) が、一部の種は 1 つ以上のメンバーを失っています [29,60]。 さまざまな種やグループにわたる配列の多様性に関係なく、ハマダラカ D7r4 構造データ [28] のおかげで特定された生体アミンを裏打ちする重要な残基は、属する種全体で実質的にすべての D7r1-D7r4 形態で極めて保存されています。これは、それらがすべてセロトニンに結合する能力を保持していることを示唆しています[29]。 一方、すべての種の D7r5 はさまざまな重要な残基 [29] に変化を示し、ハマダラカ D7r5 [34] で実験的に観察されたように、生体アミンに結合する能力を失ったことを示唆しています。
興味深いことに、ハマダラカ D7S 型は一般に生体アミン結合能力を保存しているように見えますが、これは長い型には当てはまりません。異なる種類に属する種間で多くの変異、新機能化、機能喪失が観察されます。亜属。
特徴づけられた最初のハマダラカ D7L は、当初はハマダラカ D7L1 (AnSt-D7L1) と名付けられましたが、現在では An との類似性から D7L2 と考えられています。 ガンビエの形態は、試験したセロトニンまたは生体アミンには結合できないが、N末端ドメインのエイコサノイドには結合することが示されている[30]。 ガンビエハマダラカのように、An. stephensi は Cellia 亜属に属します。 それにもかかわらず、最近、D7L メンバーは他のハマダラカ亜属 An に属します。 atroparvus D7L1 (ハマダラカ) および An. 最愛の D7L2 (Nyssorhynchus) は、(C 末端ドメインで) 非常に高い親和性でセロトニンに結合することが示され [29]、ガンビエハマダラカの短型 [34] およびヤブカ属の長い型 [34、37、38] で観察された KD に匹敵する KD を示しました。 ]。 それにもかかわらず、一般に、他の生体アミンと結合するそれらの能力は存在しないか、またはかなり低い。 An で観察されたセロトニン結合能力の喪失。 stephensi は構造データ [30] のおかげでよりよく理解できます。
ハマダラカでは、D7S (または D7r) タンパク質がハマダラカおよびネッタイシマカの D7L の C 末端ドメインに整列しており、X 線結晶構造解析の研究により、D7S タンパク質と生体アミン結合 D7L の OBP 様 C 末端ドメインが構造的に非常に類似していることが確認されました。 (28,29,36]。一般的な特徴として、セロトニン/生体アミン結合ポケットは、芳香族基で裏打ちされた疎水性の空洞であり、3 つのジスルフィド結合によって安定化された 8 つのα-ヘリックスに囲まれています (図 1B および 3)。ポケットの入り口にいくつかの極性荷電残基（グルタミン酸およびアスパラギン酸）が存在すると、セロトニンの脂肪族部分との水素結合が可能になります（図 3 および 4）。リガンドは、そのインドール基とアセチル基の間に形成される水素結合によってさらに安定化されます。チロシン (An. gambiaeD7r4 図 3 の lyr 94). セロトニンと生体アミンの結合に重要であることが知られている残基は、図 4 の灰色のボックスで強調表示されています。 An のような生体アミンに結合しないことが示されているタンパク質であっても。 stephensi D7L1 では、結合の喪失はいくつかの残基修飾によるものです (図 4)。
一部のタンパク質では、D7r4 およびネッタイシマカ D7L1 で観察されるように、セロトニン 5- ヒドロキシル基がヒスチジンと水素結合を形成します (図 3 および 4 の青いボックスで強調表示) (最初のヒスチジン 35 と次のヒスチジン 189) 2番目）。 An-StD7L1 では、この His がアラニン (Ala-190) に置換されていますが、これでは An 以来観察された機能喪失を説明するのに十分ではありません。 ダーリンギ D7L2 (Nyssorhynchus 亜属) と An. 反復生殖性 D7L1 (ハマダラカ亜属) は、この His がそれぞれメチオニンまたはアラニンで置換されているにもかかわらず、セロトニンに結合します [29]。 したがって、ハマダラカ D7L1 とセロトニンに結合する蚊 D7 を区別する決定的な違いは、C 末端ドメインの 2 番目と最後のシステインが欠失していることです (緑と赤のボックス C 末端ドメイン、図 4)。 これら 2 つの残基は、タンパク質全体の 4 番目である C 末端の 2 番目のジスルフィド結合を形成するため、DS4 と標識されます。 それらが存在しない場合、ヘリックス H2 のシフトとヘリックス B2 の巻き戻しが起こり、その結果、生体アミン結合 D7 には存在しない W173 が存在し、R177 (AnSt-D7L1) が結合ポケットの一部を占めることになると説明されています。以前に詳細に示され議論されているように、生体アミンに結合できないこと[30]。
これら 2 つのシステインの欠如は、Cellia 亜属に属するすべての種で発現されるすべての D7L1 および D7L2 にも観察されており、これらが生体アミン結合機能も失っている可能性があることが示唆されています [29]。 この仮説は、AlphaFold を使用して構築されたモデルの観察によってさらに裏付けられます [61] (図 5)。 アンに関して実験的に観察されたのと同じです。 stephensi D7L1 [30] によると、Cellia D7L1 および D7L2 タンパク質には DS4 が存在しないため、ヘリックス H2 の位置の変化やその他の構造再配置が起こり、空洞の一部を占める残基が嵩張り、十分なスペースを残さない C 末端ポケットが形成されます。セロトニンまたはその他の生体アミンを収容します (図 5)。 一方、観察されたヘリックス B2 の巻き戻りの程度は種に依存するか、またはある状態から別の状態に遷移するより不安定なヘリックスの結果である可能性があります。
長い形態の別のグループは D7L3 で、これはこれまでにゲノムが入手可能なすべてのハマダラカ種に存在します。 ガンビアハマダラカ D7L3 は、高い親和性と特異性でセロトニンに結合し [29]、その C 末端ドメインには生体アミン相互作用に関与することが示されている重要なアミノ酸がすべて保存されており [28]、D7r4 と同じ空間的配置を持っています (図 4)。 [29]。 この保存は、亜属に関係なく、ハマダラカ種から分析されたすべての D7L3 でも観察され、D7 クラスター内の短い型に隣接する位置にあるこの型が、これらすべての種でこの機能を保存していることを示唆しています [29]。
Culicinae 蚊では、D7S オルソログと 2 つの D7L (D7L1 および D7L2) も見つかります。 それにもかかわらず、ハマダラカ科で観察されたものとは対照的に、ネッタイシマカ (AeD7S1) およびアカイエカ (D7CQS1) について報告された結果によれば、その短い型は生体アミンに結合しない[29]が、その長い型はこれまでのところ特徴付けられている(アカイエカを除く)。 quinquefasciatus D7L1 は、ネッタイシマカ D7L1 (以前は AeD7L と命名されていた) および D7L2 [34,37]、Ae について報告されているように、これらのリガンド (特にセロトニン) に対して非常に高い親和性を持っています。 ヒトスジシマカ (D7L1) [38] およびアカイエカ (CxD7L2) [39]。 構造データは、保存された 6 つのシステインをすべて含み、αヘリックスで構成されているにもかかわらず、その短い型での機能の喪失は、C 末端に欠如したαヘリックス H2 領域の短縮と、その結果生じるαヘリックスの違いによるものであることを示唆しています。結合ポケットの閉塞につながる配置[29]。 非常に重要なことは、クリシネにはハマダラカ属のハマダラカ属にある長い形である D7L3 が欠如していることです。 カセット内の短い型のすぐ隣に位置し、ハマダラカの DS (D7r1 ～ r4) のほとんどと同様に、セロトニンに結合します [29]。
生体アミンは、咬傷に対する脊椎動物の反応に関与する多様なプロセスのメディエーターであり、多くの場合それらを相互に結びつけています[6,62]。 たとえば、ヒスタミンは炎症およびアレルギー反応の強力なメディエーターであり、マスト細胞の脱顆粒によって放出されます。 内皮を活性化し、血管透過性を高め、かゆみや痛みを促進します[63-67]。 平滑筋の収縮を促進することも知られています。 活性化された血小板と好中球によって即座に放出されるセロトニンとノルアドレナリンは、血小板凝集と血管収縮のアゴニストです。 セロトニンは内皮を活性化し、かゆみや痛みを促進することで炎症反応にも関与しています[6]。 ベクター生物学におけるこれらの D7 の有効性と重要性は、さまざまな生体アミンによって誘発される平滑筋収縮 [34,37] を阻害し、セロトニン媒介血小板活性化を妨げるそれらの能力によって示されました [38]。
3.3. エイコサノイド結合 D7 (D7L の N 末端ドメイン)
D7L 型には 2 つの OBP 様ドメインがあるという事実により、これらのタンパク質がその N 末端ドメインに他のリガンドを保持している可能性が生じました。 確かに、Aeさん。 生体アミンに結合することが知られているネッタイシマカ D7L1 [34] は、その N 末端によってシステイニルロイコトリエン (CysLT) およびロイコトリエン B4 (LTB4) に結合することが示された最初の長い形態でした [36]。 その後すぐに、アン。 stephensi D7L1 (AnSt-D7L1) は、生体アミンやその C 末端ドメインの他の試験済みリガンドに結合しませんが、非常に高い親和性で CysLT だけでなく、トロンボキサン A2 (TXA2) 類似体 (U46619 および炭素環式トロンボキサン) にも結合することが示されました。 ）[30]。 等温滴定熱量測定 (ITC) アッセイと構造データにより、両方のリガンドがその N 末端ドメインに位置する結合部位の少なくとも一部を共有していることが示されました [30]。
クリシナ科およびハマダラカ科の蚊の他の D7L1 および L2 タンパク質もエイコサノイドに結合することが示されましたが、セロトニンに結合する能力に加えて、親和性と特異性が異なります。 Culicinae (ネッタイシマカ D7L2 [37]、ヒトスジシマカ D7L1 [38]、Cu. quinquefasciatus D7L2 [39]) は、CysLT および LTB4 (後者はネッタイシマカのみ) に結合することが示されましたが、その親和性は報告されているものよりも大幅に低かったですエーにとって。 ネッタイシマカ D7L1。 興味深いことに、彼らはU46619に結合する能力を獲得しました。 ハマダラカ科の蚊において。 アン。 反復生殖性 D7L1 (ハマダラカ) は CysLT に結合しますが、親和性は低く、An. 最愛の D7L2 (Nyssorhynchus) は、非常に高い親和性で CysLT および TXA2 類似体 (U46619) に結合します [29]。 これらの D7s タンパク質はセロトニンにも結合するため、二機能性です。
An のリガンド複合体結晶の結合部位残基の比較。 ダーリンギ D7L2、An。 ステフェンシ D7L1 と Ae。 ネッタイシマカ D7L1 [29、30、36] により、N 末端ドメインでのエイコサノイド結合に重要な残基の割り当てが可能になりました (図 4 で強調表示)。 リガンドの安定化に特に重要なのは、Trp-37、Trp-40、および Tyr-52 (参考として AnSt-D7L1)、および後者が Phe (黄色) で置換されている場合です。矢印図 4)、Ae で観察されたとおり。 ネッタイシマカ D7L1 では、CysLT に加えて TXA2 に結合する能力が失われます。 同様に重要なのは、エイコサノイドのカルボキシルと水素結合または塩橋を形成する Lys-152 の存在です。 これらの重要な残基の多くは、分析された他のハマダラカ種に存在する D7L1 および D7L2、特に後者で保存されており、亜属に関係なく、結合可能な少なくとも 1 つの長い形式 (D7L1 および/または D7L2) が保存されていることが示唆されます。システイニルロイコトリエン [29]、最近ではハマダラカハマダラカ D7L1 および D7L2 の場合であることが示されている [68]。 この二人のアン。 ガンビエ D7L は生体アミンには結合できなかったが、エイコサノイドに結合する能力は保持していた [68]。これは、以前に記載されたハマダラカ属ステフェンシ D7L1 (現在は L2) [30] との類似性 (特に D7L2 型) と、両方の種が亜属に属していることを考えると、驚くべきことではない。 Cellia とその D7L1 および L2 には、C 末端ドメインの DS4 がありません。
注目すべきことに、D7L3 はハマダラカ属のすべての種に存在し、C 末端でセロトニン結合に関連する残基が非常に保存されていますが、すべての種の N 末端は、エイコサノイドに結合することが知られている残基の重要な置換によりエイコサノイドに結合できないと予測されました。このタスクにとって重要です。 この仮説は、ITC が An. gambiae D7L3 は試験したエイコサノイドには結合しません [29]。
非常に興味深いことに、D7L 型はサシバエ (科: サシバエ科) [17,69] と蚊 (サシバエ科) の間に進化上の距離があるにもかかわらず、見られます。 2 つの異なる種の Phlebotomus (P. papatasi と P. duboscqi) の唾液に特徴付けられる長い形態は、非常に高い親和性で CysLT および TXA2 類似体に結合する能力を保持していました [40]。 P. パパタシ D7L1 から得られた構造データは、エイコサノイド結合が蚊の D7L について記載されているのと同様の方法で N 末端でも発生する一方、その C 末端はより短く、切断されているため、生体アミンに結合できないことを示しています。 40]。
化石の観察によれば、最初の双翅目は 2 億 4,000 万年以上前 (MYA) の三畳紀に出現したことが示唆されています。 三畳紀の終わりまでに、下目、サシハエ目、サシバエ目などの亜目が出現した。これは、蚊とサシバエの系統が2億年以上前に分岐し、おそらく植物食性の祖先から分岐したことを意味し、彼らが独立して吸血する習性を発達させたことを示唆している[5,70]。 ]。 これは、線形動物にのみ見られる唾液腺タンパク質ファミリーのほとんどが、サイコディダエ科とククリ科科の間で異なるという事実によって裏付けられており、これは、それらの間でオーソログを割り当てることが非常に困難であることを意味する[5]。 したがって、蚊とサシチョウバエの D7L は、おそらく OBP をコードする類似または共通の祖先遺伝子から独立して発生し、後に独立してシャロームに補充され、収斂進化によってその機能を獲得したと考えられます。 この仮説は、それらが異なるイントロン/エクソン構造を持っているという観察によってさらに裏付けられています[40]。
サシチョウバエに D7S オルソログが存在せず、D7L オルソログが生体アミンに結合できないことは、サシチョウバエの唾液にこれらの標的を隔離する分子が欠如していることを意味するものではありません。 実際、サシチョウバエの唾液では、別のタンパク質ファミリー「イエロー」が生体アミンに結合する機能を引き継いでいる[71]一方、唾液に含まれるOBP様タンパク質PdSP15の別のファミリーは、接触経路の活性化を阻害することによって作用する[41]。 これは、独立した進化がどのようにして同じ分子を標的とするタンパク質の異なるレパートリーにつながるかを示す好例です。
ロイコトリエン (CysLT および LTB4) は、活性化されたマスト細胞および好酸球やマクロファージなどの他の免疫細胞、ならびに上皮細胞や内皮細胞によって分泌される強力な炎症およびアレルギーメディエーターです[72]。 CysLTは、ヒスタミンとともに蚊刺されへの反応として放出され[62]、皮膚の血管透過性の増加を引き起こし[63]、その結果として紅斑や膨疹の形成を引き起こします[73,74]。一方、LTB4は免疫細胞を誘引する化学誘引物質として知られています。応答現場へ[72]。 これらの強力な炎症誘発性メディエーターに結合する能力は、これらのエイコサノイドによって引き起こされる内皮の活性化、浮腫形成、免疫細胞浸潤、かゆみ、痛みを阻害するために重要であり、それによって宿主の認識を妨げたり遅らせたり、これらの昆虫が吸血できるようになります。 この抗炎症効果は、Ae を注射したマウスモデルで示されました。 ヒトスジシマカ D7L1 (U46619 に対する低い親和性に加えて、LTB4、CysLTS、および生体アミンに結合する) は、出芽酵母由来の -グルカンによる炎症促進性攻撃の 10 分前に、腹腔への免疫細胞の流入を減少させた [38]。
トロンボキサン A2 は、コラーゲンへの曝露に応答して活性化された血小板によって生成および分泌されます。 次に、血小板表面に存在するその受容体に結合し、血小板の活性化を促進し、凝集を増強します[75、76]。 非常に重要なことは、TXA2 に加えて、血小板は ADP、セロトニン、ポリリン酸、ノルエピネフリンなどの他の止血促進性および炎症促進性分子も分泌することです [6]。 TXA2 は血管収縮も促進し [77,78]、さらに最近ではマウスでかゆみや引っ掻き反応を誘発することが示されました [79,80]。
ITC実験により、いくつかのD7Lがより安定なTXA2類似体であるU46619に結合することが示され、U46619によって誘導されるインビトロでの血小板凝集を阻害することが示された。 重要なことに、これらのタンパク質は、アラキドン酸 (トロンボキサン A2 前駆体) および低濃度のコラーゲン (血小板凝集は TXA2 および ADP に依存してシグナルを増強する) によって誘導される血小板凝集も阻害し、これらのタンパク質が実際に血小板合成 TXA2 に結合できることが証明されました。 ITC や結晶学の実験に使用されるその安定した類似体だけではありません [29,30,37,38,40]。
CysLT と TXA2 も平滑筋の収縮を促進することが知られています。 アッセイにより、An. たとえば、stephensi D7L1 (現在は D7L2 として分類されている) は、生体内で LTC4- が促進するモルモットの回腸収縮と U46619- が促進するラット大動脈収縮を阻害することができました [30]。
昆虫の OBP はもともと嗅覚および味覚の付属器に存在し、そこで情報化学物質を結合、可溶化、輸送し、臭気物質の反応期間を調節すると考えられていました。 その後、それらは中腸、副腺、精巣、精液容器、マルピーギ尿細管などの非感覚器官にも存在し、さらにはスズメバチ毒腺にも存在することが示され、それらが広範囲のリガンドを持っている可能性があり、その機能が明らかである。化学受容に限定されません ([20,21] で概説)。 したがって、利用可能な結合アッセイと構造データのほとんどは、フェロモン、臭気分子、アルコール、その他の合成有機化合物などのリガンドを使用して実行されました [20、26、81-84]。 これまでのところ、昆虫の OBP が生体アミンに結合することは示されていません。 それにもかかわらず、一部の OBP は、カイコによって生成されるフェロモンであるボンビコールなどの長鎖脂肪アルコール [82]、またはネッタイシマカ OBP22 [85、85、たとえば、86]。 ああ。 ネッタイシマカ OBP22 は触角、メスの口吻、オスの生殖器官に存在し、交尾中にメスに伝達される [86] ことから、その機能が化学受容に限定されないことが示唆されています。 構造研究により、リガンドのない状態では、このタンパク質は昆虫の古典的な OBP のような 6 - ヘリックスで構成されていることが示されています。 しかし、リガンドの存在下では、OBP22 は C 末端で構造変化を受け、結合ポケットを拡大する 7 番目のヘリックス [85] を形成します。 注目すべきことに、著者らは、このOBPがD7Lタンパク質のN末端ドメインと最も高い類似性を持ち、脂肪酸に結合して形成されるその7番目のヘリックスが、これらのD7L脂質結合ドメインで観察される7番目のヘリックスと非常によく似た位置を占めることを観察した[85]。 ]。
3.4. ADP バインディング D7
アカイエカ D7L1 (CxD7L1) は、これまでに特徴付けられたどの D7L とも異なり、エイコサノイドや生体アミンに結合できません。これはおそらく、グリシンの存在など、N および C 末端ポケットのいくつかの重要な位置における少数ながら重要な修飾のためです。これは、生体アミン結合 D7 の大部分にあるセロトニン インドール環の 5- ヒドロキシル基と水素結合を形成するのに非常に重要です。また、155 位のグルタミン酸の代わりに 172 位のヒスチジンと水素結合を形成します。生体アミン結合 D7 タンパク質の大部分で観察されるように、チロシン。 代わりに、アデノシンリン酸化誘導体である ATP、ADP、および AMP (それぞれ 50 アデノシン三リン酸、二リン酸、一リン酸) には高い親和性で結合し、アデノシンおよびアデニンには大幅に低い親和性で結合することが示されました [39]。 もう1つの特徴は、そのリガンドとの相互作用が、それらの内部の空洞ではなく、N末端とC末端のOBP様ドメインの間で起こるという事実である[39]。
ATP および ADP の細胞内濃度は厳密に維持されており、損傷がある場合、ADP および ATP は細胞溶解後に細胞外環境に放出され、炎症促進性分子および止血促進性分子として作用する可能性があります [76,87]。 ADPは血小板凝集を活性化し、血管損傷後に露出したコラーゲンなどのアゴニストに応答して活性化血小板によって分泌され、凝集をさらに促進します[76、88]。 CxD7L1 [39] は、ADP に結合する能力により、低濃度のコラーゲンによって誘発される血小板の形状変化、ならびに高用量 (1 μM) の ADP および低用量のコラーゲンによって引き起こされる凝集を阻害することが示されています。 ADPやTXA2などの二次メディエーターの分泌。
4. 蚊幼若ホルモン結合タンパク質（mJHBP）: D7-様タンパク質は蚊の体リンパで何をしているのでしょうか?
2017年、Kimら[89]は、唾液腺の外側で発現するD7-関連タンパク質を見つけるために、主にネッタイシマカの蛹および成虫（雄および雌）の血リンパに存在する新しいタンパク質を発見し、記載した。 このタンパク質のオルソログは、ハマダラカ属およびイエカ属の異なる種でも見つかり、それらの唾液 D7 タンパク質よりも多くの類似点を共有しています。 唾液 D7 ロングフォームと同様に、このタンパク質には 2 つの OBP 様ドメインがあります。 この N 末端は唾液 D7 のエイコサノイド結合に関与することが示されている残基の多くが保存されており、脂質結合ポケットが存在する可能性を示唆していますが、その C 末端組成は他の D7/D とは大きく異なっていました。7-ここまで説明しました。 ITCの実験により、蚊幼若ホルモン結合タンパク質（mJHBP）と名付けられたこのタンパク質はエイコサノイドには結合できないが、幼若ホルモン（JH）に対して高い親和性と特異性を有することが示された。 構造データは、実際、その N 末端ドメインの構造が D7L タンパク質の対応物と類似しており、2 つのジスルフィド結合を含み、7 - ヘリックスで構成され、JH III との相互作用に関与する残基のほとんどを含むことを示しています。 それにもかかわらず、これまでに記載された唾液 D7L タンパク質で観察されたものとは異なり、C 末端残基の一部も結合、特に結合ポケットの入り口を閉じるヘリックス -13 の伸長にも関与しています [89]。 非常に重要なことは、著者らもよく述べているように、このタンパク質は、カイコ[90]でこれまでに記載されている血リンパ幼若ホルモン結合タンパク質とは構造的に完全に異なっていることである。
幼若ホルモンは、発生 [91]、脱皮と変態 [92]、生殖と卵形成 [93-95]、免疫 [96,97] など、昆虫の最も多様なプロセスを制御します。 CRISPR-cas9 によってその遺伝子をノックアウトすることによってネッタイシマカ mJHBP の生理学的役割を研究したところ、発生、成長、または生殖に対する影響は観察されませんでした [98]。 それにもかかわらず、ノックアウト（KO）蚊は自然免疫反応が損なわれており、亜致死量の大腸菌で攻撃された場合に細菌感染しやすく、野生型（WT）蚊と比較した場合、感染後に産生する抗菌ペプチドの量が著しく低かった。 。 これらの効果は、著者らが観察したKO蚊の血球の数が少なく、組成が異なることと一致していた[98]。
5。結論
D7 や PdSP15 ファミリーメンバーなどの唾液 OBP 様タンパク質は、宿主の止血や炎症反応に関与するさまざまな分子を標的として、血液の供給を促進する上で重要な役割を果たしています。 D7 を含む唾液遺伝子の遺伝子重複と急速な突然変異は、さまざまな家族のメンバー内で機能の獲得と喪失を引き起こします。 この多様性は D7 タンパク質に限定されたものではなく、昆虫のリポカリンなどの他のファミリーでも報告されています [6,7]。
咬傷に対する宿主の防御は吸血性双翅目だけに限定されたものではなく、標的やそれに対処するタンパク質の存在もありません。 それにもかかわらず、これらの課題を克服する方法は、宿主の止血、炎症、免疫反応に対抗するタンパク質の幅広いレパートリーをもたらす造血機能の独立した進化により、節足動物のグループ間で多様である[2、4、5、7、15、16]。 。 たとえば、D7 タンパク質は生体アミンやエイコサノイドに結合できます。 マダニやサシガメでは、結合ポケットを囲む 8 枚の逆平行シートで構成される非常に特徴的な構造を持つまったく異なるタンパク質ファミリーであるリポカリン (独立した進化) がこれらの機能を引き継ぎます [7,99-105]。 サシチョウバエでは、短い型の D7 が存在せず、生体アミン結合機能は「黄色」タンパク質ファミリーによって引き継がれます [71]。一方、エイコサノイドに結合する D7L があります [40]。
イエカ D7L1 は、他の D7 とは異なり、ADP に結合します。 ATPおよびADPからAMPおよびPi（無機リン酸）への加水分解を触媒する酵素であるアピラーゼ、ADP結合タンパク質および50種類のヌクレオチダーゼが、他の分子を標的とする血小板凝集を阻害する他のタンパク質は言うまでもなく、多様な吸血性節足動物種の唾液中に記載されている。コラーゲンやトロンビンなど ([76] によるレビュー)。
唾液の組成を理解することは、ベクターの生物学と宿主との相互作用の研究にとって非常に重要です。 さらに、新たなベクター媒介疾病制御アプローチの開発に貴重な情報を提供します。 たとえば、ほとんどのベクター媒介疾患では、咬傷時に病原体がベクターの唾液とともに宿主に注入されます。 一部の唾液タンパク質には免疫原性があるという事実により、ネッタイシマカの唾液腺タンパク質抽出物[106]およびAnについて報告されているように、それらは媒介動物による咬傷へのヒトの曝露のバイオマーカーとして優れた疫学ツールとなる。 ガンビエ D7s [107]。 皮膚リーシュマニア症に対する有望なワクチン候補であることが示されているOBP様唾液タンパク質であるPdSP15の場合と同様、免疫応答を誘発する能力も優れたワクチン候補となっている[47]。
著者の寄稿:
PHA と JFA は文献を検討し、原稿の初稿を書き、その後の草稿を大幅に修正し、最終版を承認しました。 すべての著者は原稿の出版版を読み、同意しました。
資金提供:
この研究は、NIAID、国立衛生研究所の学内研究プログラムによって資金提供されました。
治験審査委員会の声明:
適用できない。
インフォームド・コンセントの声明:
適用できない。
データの可用性に関する声明:
適用できない。
謝辞:
著者らは、この原稿をレビューし、貴重な提案とコメントを提供してくれた José Marcos Chaves Ribeiro に感謝します。
利益相反:
著者は利益相反がないことを宣言します。
参考文献
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