Fenoloxidázová kaskáda
Fenoloxidázová kaskáda je jedním z hlavních vrozených obranných mechanismů u většiny bezobratlých živočichů. Tento proces vede v konečné fázi k melanizaci patogenů. Proces melanizace je závislý na aktivaci enzymu fenoloxidázy (PO), která je aktivována profenoloxidázu aktivujícím systémem (proPO-AS).[1] Současně s aktivací fenoloxidázové kaskády dochází k tvorbě dalších faktorů účastnících se imunitních reakcí u bezobratlých, jako je generování faktorů podporující cytotoxickou opsonizační nebo enkapsulační aktivitu.[2] Fenoloxidázová kaskáda se u bezobratlých (především u hmyzu) podílí na třech fyziologicky důležitých procesech, jako je kromě obranné reakce také sklerotizace kutikuly a hojení ran.[3]
Profenoloxidázu aktivující systém[editovat | editovat zdroj]
Fenoloxidázová kaskáda začíná rozpoznáním mikrobiálních PAMPs (pathogen-associated molecular patterns) včetně LPS (Gramnegativní bakterie), peptidoglykanů (Grampozitivní bakterie) a β-1,3-glukanů (houby). Interakce PAMPs s PRPs (pattern-recognition proteins) aktivuje sérii serinových proteáz, které dále proteolyticky štěpí profenoloxidázový (proPO) zymogen a tím vzniká aktivní fenoloxidáza (PO).[2] Během aktivace proPO systému dochází také k tvorbě reaktivních meziproduktů, jako jsou látky podobné chinonu, reaktivní kyslíkové intermediátory (ROI) nebo oxid dusnatý (NO), které mají cytotoxickou aktivitu vůči mikroorganismům a zabraňují vniknutí dalších patogenů do organismu.[4][5]
Proces melanizace[editovat | editovat zdroj]
Aktivní PO je důležitá v počátečních fázích procesu melanizace, kdy katalyzuje hydroxylaci monofenolů (tyrozinu) na difenoly (DOPA) a následnou oxidaci difenolů na dichinony. Takto vzniklé dichinony mění rychle a neenzymaticky svou strukturu na dopachrom, který je působením dopachrom izomerázy přeměněn na indol a v konečné fázi procesu dochází oxidací a polymerizací indolů ke vzniku melaninu.[6][7] Melanin je rychle ukládán kolem patogenu, čímž omezuje jeho schopnost poškozovat hostující organismus. Ukládáním melaninu v místě poškození také dochází k zabránění další ztrátě hemolymfy.[8]
Dlouhodobá nebo nadměrná produkce látek vznikajících v průběhu PO kaskády může vést k poškození tkání a smrti buněk v místě reakce. Z tohoto důvodu jsou tyto reakce přísně regulovány.[8]
Reference[editovat | editovat zdroj]
- ↑ AMPARYUP, Piti; CHAROENSAPSRI, Walaiporn; TASSANAKAJON, Anchalee. Prophenoloxidase system and its role in shrimp immune responses against major pathogens. Fish & Shellfish Immunology. 2013-4, roč. 34, čís. 4, s. 990–1001. PMID: 22960099. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 1095-9947. DOI 10.1016/j.fsi.2012.08.019. PMID 22960099.
- ↑ a b CERENIUS, Lage; SÖDERHÄLL, Kenneth. The prophenoloxidase-activating system in invertebrates. Immunological Reviews. 2004-4, roč. 198, s. 116–126. PMID: 15199959. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0105-2896. PMID 15199959.
- ↑ SUGUMARAN, Manickam; NELLAIAPPAN, Kaliappan; VALIVITTAN, Karuppaiya. A New Mechanism for the Control of Phenoloxidase Activity: Inhibition and Complex Formation with Quinone Isomerase. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2000-07-15, roč. 379, čís. 2, s. 252–260. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0003-9861. DOI 10.1006/abbi.2000.1884.
- ↑ NAPPI, A. J.; CHRISTENSEN, B. M. Melanogenesis and associated cytotoxic reactions: applications to insect innate immunity. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 2005-5, roč. 35, čís. 5, s. 443–459. PMID: 15804578. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0965-1748. DOI 10.1016/j.ibmb.2005.01.014. PMID 15804578.
- ↑ ZHAO, Picheng; LI, Jiajing; WANG, Yang. Broad-spectrum antimicrobial activity of the reactive compounds generated in vitro by Manduca sexta phenoloxidase. Insect Biochemistry and Molecular Biology. 2007-9, roč. 37, čís. 9, s. 952–959. PMID: 17681234 PMCID: PMC2047599. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0965-1748. DOI 10.1016/j.ibmb.2007.05.001. PMID 17681234.
- ↑ SÖDERHÄLL, Kenneth; CERENIUS, Lage. Role of the prophenoloxidase-activating system in invertebrate immunity. Current Opinion in Immunology. 1998-02-01, roč. 10, čís. 1, s. 23–28. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0952-7915. DOI 10.1016/S0952-7915(98)80026-5.
- ↑ MARMARAS, Vassilis J.; CHARALAMBIDIS, Nektarios D.; ZERVAS, Christos G. Immune response in insects: The role of phenoloxidase in defense reactions in relation to melanization and sclerotization. Archives of Insect Biochemistry and Physiology. 1996, roč. 31, čís. 2, s. 119–133. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 1520-6327. DOI 10.1002/(SICI)1520-6327(1996)31:23.0.CO;2-V. (anglicky)
- ↑ a b SUGUMARAN, M.; NELLAIAPPAN, K.; VALIVITTAN, K. A new mechanism for the control of phenoloxidase activity: inhibition and complex formation with quinone isomerase. Archives of Biochemistry and Biophysics. 2000-07-15, roč. 379, čís. 2, s. 252–260. PMID: 10898942. Dostupné online [cit. 2019-02-08]. ISSN 0003-9861. DOI 10.1006/abbi.2000.1884. PMID 10898942.