Основной белок маточного молочка

показывать Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

Основной белок маточного молочка
Основной белок маточного молочка
	Олигомер MRJP1, имеющий H-подобную сложную структуру, которая содержит четыре молекулы MRJP1 (зеленые или голубые), четыре молекулы апизимина (желтого или пшеничного) и восемь молекул 24-метиленхолестерина (синие, фиолетовые, оранжевые или лаймовые палочки).
Идентификаторы
Организм	Apis mellifera (медоносная пчела)
Символ	Мрджп1
Входить	406090
RefSeq (мРНК)	НМ_001011579.1
RefSeq (защита)	НП_001011579.1
ЮниПрот	О18330
Другие данные
хромосома	LG11: 2,57 - 2,57 Мб
Structures
показывать Искать
Structures	Swiss-model
Domains	InterPro

Основные белки маточного молочка ( MRJP ) представляют собой семейство белков, секретируемых медоносными пчелами. Семейство состоит из девяти белков, из которых MRJP1 (также называемый роялактином ), MRJP2, MRJP3, MRJP4 и MRJP5 присутствуют в маточном молочке, выделяемом рабочими пчелами . MRJP1 является наиболее распространенным и самым большим по объему. Пять белков составляют 82–90% от общего количества белков маточного молочка. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Маточное молочко — это богатая питательными веществами смесь витаминов, сахаров, жиров, белков и ферментов. Его используют для кормления личинок. ^{[ 1 ]} Маточное молочко используется в традиционной медицине с древних времен, и показано, что MRJP являются его основными лечебными компонентами. Они синтезируются семейством из девяти генов ( гены mrjp ), которые, в свою очередь, являются членами желтого семейства генов, например, у плодовой мухи ( дрозофилы ) и бактерий. Они участвуют в дифференциальном развитии личинки матки и рабочих личинок, обеспечивая тем самым разделение труда в пчелиной семье . ^{[ 1 ]}

Открытие

Химическое исследование маточного молочка началось в 1960-х годах. ^{[ 3 ]} Йозеф Ханес и Йозеф Шимут из Словацкой академии наук первыми идентифицировали основной белок маточного молочка из гипофарингеальных желез . В 1992 году они выделили белок в виде комплекса двух молекул. ^{[ 4 ]}

MRJP1 как отдельная молекула (мономер) была впервые выделена Масаки Камакурой и его командой в Университете префектуры Тояма в 2001 году. Он обнаружил два белка как потенциальные маркеры свежести белка маточного молочка и назвал их белками маточного молочка (RJP-1 и RJP). -2). RJP-1 представлял собой мономер массой 57 кДа, который является субъединицей более крупного комплекса (олигомера). ^{[ 5 ]} В 2011 году Камакура заявил, что RJP-1 является основным белком контроля развития личинок, отличающим королеву от рабочих. Он дал новое название роялактин. ^{[ 6 ]} С тех пор это утверждение было оспорено. ^{[ 7 ]}

В 1994 году команда Хейнса и Шимута идентифицировала гены pRJP57–1 и pRJP57–2 из головы пчелы и обнаружила, что эти гены производят белок, аналогичный первому MRJP. ^{[ 8 ]} К 1999 году несколько независимых ученых подтвердили существование пяти MRJP. ^{[ 3 ]} В 2006 году Консорциум по секвенированию генома медоносных пчел сообщил, что существует девять генов для девяти MRJP. ^{[ 9 ]}

Структура

MRJP1 является наиболее распространенным белком в маточном молочке. Он может существовать в двух формах: в виде мономера (одиночная структура) и олигомера (комбинированная структура). Молекулярный размер олигомера составляет 290-350 кДа . Олигомер представляет собой комбинацию пяти мономеров. ^{[ 5 ]} Мономеры связаны с другим белком апимизином. Масса мономера составляет 55 кДа, а апимизина — 5 кДа. Мономер содержит 432 аминокислоты и делится (может расщепляться ) на три цепи, такие как желеин-1, желеин-2 и желеин-4. Мономеры в олигомере удерживаются вместе апимизином с помощью нековалентных связей. Олигомер устойчив к высоким температурам. MRJP2, MRJP3, MRJP4 и MRJP5 меньше, их размер варьируется от 49 до 80 кДа. ^{[ 10 ]}

Синтез

Все MRJP синтезируются из гипофарингеальных желез, за исключением MRJP8. MRJP8 вырабатывается в голове пчел-кормилиц, в частности, клетками Кеньона в телах грибов . ^{[ 11 ]} Ранее было установлено, что MRJP1–5 производят только молодые работницы (медсестры); следовательно, гены mrjp1–5 активны исключительно у медсестер. ^{[ 12 ]} Но более поздние исследования показали, что гены mrjp экспрессируются также у собирателей и королев, не только в их гортаринге, но также в их мозге и брюшной полости. mrjp1-7 экспрессируются в головах рабочих пчел, с более высокой активностью mrjp1-4 и mrjp7 у пчел-кормилиц по сравнению с собирателями. Напротив, mrjp5 и mrjp6 более активны у собирателей по сравнению с ними. mrjp9 активен в головах, грудной клетке и брюшке всех пчел-самок. Это указывает на то, что mrjp9 является старейшим геном в семействе. ^{[ 13 ]} Ген mrjp1 занимает 3038 п.н. и содержит шесть экзонов, разделенных пятью интронами. ^{[ 14 ]}

Функция

Являясь основным компонентом маточного молочка, MRJP являются основными белками в рационе личинок пчел. ^{[ 15 ]} Помимо их пищевой ценности, их точная биологическая функция еще не подтверждена.

Споры

В 2011 году Масаки Камакура опубликовал исследование, в котором утверждалось, что MRJP1 контролирует разделение труда (полиэтизм). ^{[ 6 ]} Камакура заявил, что продемонстрировал, что MRJP1 является основным фактором дифференциации личинки королевы от личинок рабочих. У личинки королевы MRJP1, по-видимому, вызывает более быстрый рост, секрецию ювенильных гормонов и развитие яичников, одновременно сокращая период созревания.

Однако позже это утверждение было оспорено группой исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге в 2016 году, когда они попытались повторить и расширить первоначальное исследование Камакуры. ^{[ 7 ]} Несмотря на больший размер выборки, они не смогли повторить результаты Камакуры и поставили под сомнение достоверность предыдущего исследования. Они не обнаружили различий в успешности выращивания маток между личинками, которых кормили обычным рационом, и рационами, в которых MRJP1 экспериментально разлагался и инактивировался. В этом исследовании 2016 года сообщалось, что MRJP1 сам по себе не является основным белком, но MRJP2, MRJP3 и MRJP5 одинаково важны для личиночного развития королевы, что согласуется с теорией о том, что определение матки определяется общим количеством пищи, потребляемой личинкой. . ^{[ 7 ]}

Кроме того, команда утверждала, что заявленные Камакурой 100% показатели успеха при выращивании маток были нереалистичными и сомнительными. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Команда Университета Мартина Лютера заявила, что это «... самый высокий показатель, когда-либо достигнутый за более чем шесть десятилетий выращивания маток in vitro ». Команда продолжила, написав: «Хотя существуют значительные различия в показателях определения маток внутри и среди разных лабораторий… насколько нам известно, они никогда не приближались к 100%». ^{[ 7 ]}

Использовать

отпускаемых без рецепта MRJP (в виде цельного маточного молочка) используются в фармацевтической и косметической областях и продаются в качестве пищевых добавок, . Они обладают антимикробной активностью в отношении бактерий, грибков и вирусов. Они также демонстрируют способность снижать кровяное давление , уровень жиров в крови ( гиперхолестеринемия ), останавливать рост опухолей in vitro и оказывать противовоспалительное действие . ^{[ 16 ]}

Побочный эффект

Маточное молочко связано с аллергическими реакциями, такими как контактный дерматит, острая астма и анафилаксия, которые могут привести к смерти. При клиническом диагнозе основными аллергенами оказываются MRJP1 и MRJP2. ^{[ 17 ]} Они индуцируют IgE-опосредованные реакции гиперчувствительности, тем самым вызывая гиперчувствительность 1 типа. ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (май 2014 г.). «Происхождение и функции основных белков маточного молочка медоносной пчелы (Apis mellifera) как членов семейства желтых генов». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 89 (2): 255–69. дои : 10.1111/brv.12052 . ПМИД 23855350 . S2CID 29361726 .
^ Альберт С., Бхаттачарья Д., Клаудини Дж., Шмицова Дж., Симут Дж. (август 1999 г.). «Семейство основных белков маточного молочка и его эволюция». Журнал молекулярной эволюции . 49 (2): 290–7. Бибкод : 1999JMolE..49..290A . дои : 10.1007/PL00006551 . ПМИД 10441680 . S2CID 27316541 .
^ Jump up to: ^а ^б Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (май 2014 г.). «Происхождение и функции основных белков маточного молочка медоносной пчелы (Apis mellifera) как членов семейства желтых генов». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 89 (2): 255–69. дои : 10.1111/brv.12052 . ПМИД 23855350 . S2CID 29361726 .
^ Ханес Дж., Шимут Дж. (2015). «Идентификация и частичная характеристика основного белка маточного молочка медоносной пчелы ( Apis mellifera L.)». Журнал пчеловодческих исследований . 31 (1): 22–26. дои : 10.1080/00218839.1992.11101256 .
^ Jump up to: ^а ^б Камакура М., Фукуда Т., Фукусима М., Ёнекура М. (февраль 2001 г.). «Зависимая от хранения деградация белка массой 57 кДа в маточном молочке: возможный маркер свежести» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 65 (2): 277–84. дои : 10.1271/bbb.65.277 . ПМИД 11302159 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Камакура М. (май 2011 г.). «Роялактин вызывает дифференцировку маток у медоносных пчел». Природа . 473 (7348): 478–83. Бибкод : 2011Natur.473..478K . дои : 10.1038/nature10093 . hdl : 2123/10940 . ПМИД 21516106 . S2CID 2060453 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Бутштедт А., Ихлинг Ч., Пицш М., Мориц Р.Ф. (сентябрь 2016 г.). «Роялактин — это не королевское произведение королевы». Природа . 537 (7621): Е10–2. Бибкод : 2016Natur.537E..10B . дои : 10.1038/nature19349 . ПМИД 27652566 . S2CID 2368886 .
^ Клаудини Дж, Ханес Дж, Кулифайова Дж, Альберт Ш, Шимут Дж (1994). «Молекулярное клонирование двух кДНК из головы медоносной пчелы-няньки ( Apis mellifera L.) для кодирования родственных белков маточного молочка». Журнал пчеловодческих исследований . 33 (2): 105–111. Бибкод : 1994JApiR..33..105K . дои : 10.1080/00218839.1994.11100857 .
^ Консорциум по секвенированию генома медоносных пчел (октябрь 2006 г.). «Изучение социальных насекомых на основе генома медоносной пчелы Apis mellifera» . Природа . 443 (7114): 931–49. Бибкод : 2006Natur.443..931T . дои : 10.1038/nature05260 . ПМК 2048586 . ПМИД 17073008 .
^ Тамура С., Амано С., Коно Т., Кондо Дж., Ямагути К., Кобаяши С., Аябе Т., Морияма Т. (декабрь 2009 г.). «Молекулярные характеристики и физиологические функции основного олигомера белка 1 маточного молочка». Протеомика . 9 (24): 5534–43. дои : 10.1002/pmic.200900541 . ПМИД 20017154 . S2CID 34990851 .
^ Кучарски Р., Малешка Р., Хейворд, округ Колумбия, Болл Э.Э. (июль 1998 г.). «Белок маточного молочка экспрессируется в подмножестве клеток Кеньона грибовидных тел мозга медоносной пчелы». Die Naturwissenschaften . 85 (7): 343–6. Бибкод : 1998NW.....85..343K . дои : 10.1007/s001140050512 . ПМИД 9722965 . S2CID 11376035 .
^ Уэно Т., Накаока Т., Такеучи Х., Кубо Т. (август 2009 г.). «Дифференциальная экспрессия генов в гипофарингеальных железах рабочих пчел (Apis mellifera L.), связанная с возрастным изменением ролей» . Зоологическая наука . 26 (8): 557–63. дои : 10.2108/zsj.26.557 . ПМИД 19719408 .
^ Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (ноябрь 2013 г.). «Больше, чем королевская еда – основные гены белков маточного молочка у половых особей и рабочих пчел Apis mellifera» . Границы в зоологии . 10 (1): 72. дои : 10.1186/1742-9994-10-72 . ПМЦ 4176732 . ПМИД 24279675 .
^ Малецова Б., Рамсер Дж., О'Брайен Дж.К., Яниц М., Юдова Дж., Лерах Х., Симут Дж. (январь 2003 г.). «Семейство генов mrjp медоносной пчелы (Apis mellifera L.): компьютерный анализ предполагаемых промоторов и геномной структуры mrjp1, гена, кодирующего наиболее распространенный белок пищи личинок». Джин . 303 (16): 165–75. дои : 10.1016/S0378-1119(02)01174-5 . ПМИД 12559578 .
^ Фудзита Т., Кодзука-Хата Х., Ао-Кондо Х., Куниеда Т., Ояма М., Кубо Т. (январь 2013 г.). «Протеомный анализ маточного молочка и характеристика функций его производных желез у пчелы». Журнал исследований протеома . 12 (1): 404–11. дои : 10.1021/pr300700e . ПМИД 23157659 .
^ Рамадан М.Ф., Аль-Гамди А. (2012). «Биоактивные соединения и оздоровительные свойства маточного молочка: обзор» . Журнал функциональных продуктов питания . 4 (1): 39–52. дои : 10.1016/j.jff.2011.12.007 .
^ Росмила М., Шахназ М., Патель Г., Лок Дж., Рахман Д., Масита А., Нурмалин А. (декабрь 2008 г.). «Характеристика основных аллергенов маточного молочка Apis mellifera». Тропическая биомедицина . 25 (3): 243–51. ПМИД 19287364 .
^ Тьен ФК, Люнг Р., Бальдо Б.А., Вайнер Дж.А., Пломли Р., Чарни Д. (февраль 1996 г.). «Астма и анафилаксия, вызванные маточным молочком». Клиническая и экспериментальная аллергия . 26 (2): 216–22. дои : 10.1111/j.1365-2222.1996.tb00082.x . ПМИД 8835130 . S2CID 12422547 .
^ Хаяши Т., Такамацу Н., Накашима Т., Арита Т. (2011). «Иммунологическая характеристика белков меда и идентификация MRJP 1 как IgE-связывающего белка» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 75 (3): 556–60. дои : 10.1271/bbb.100778 . ПМИД 21389615 .

Внешние ссылки

[Buttstedt2014-1] Jump up to: ^а ^б ^с Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (май 2014 г.). «Происхождение и функции основных белков маточного молочка медоносной пчелы (Apis mellifera) как членов семейства желтых генов». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 89 (2): 255–69. дои : 10.1111/brv.12052 . ПМИД 23855350 . S2CID 29361726 .

[albert99-2] Альберт С., Бхаттачарья Д., Клаудини Дж., Шмицова Дж., Симут Дж. (август 1999 г.). «Семейство основных белков маточного молочка и его эволюция». Журнал молекулярной эволюции . 49 (2): 290–7. Бибкод : 1999JMolE..49..290A . дои : 10.1007/PL00006551 . ПМИД 10441680 . S2CID 27316541 .

[butts14-3] Jump up to: ^а ^б Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (май 2014 г.). «Происхождение и функции основных белков маточного молочка медоносной пчелы (Apis mellifera) как членов семейства желтых генов». Биологические обзоры Кембриджского философского общества . 89 (2): 255–69. дои : 10.1111/brv.12052 . ПМИД 23855350 . S2CID 29361726 .

[4] Ханес Дж., Шимут Дж. (2015). «Идентификация и частичная характеристика основного белка маточного молочка медоносной пчелы ( Apis mellifera L.)». Журнал пчеловодческих исследований . 31 (1): 22–26. дои : 10.1080/00218839.1992.11101256 .

[kamakura01-5] Jump up to: ^а ^б Камакура М., Фукуда Т., Фукусима М., Ёнекура М. (февраль 2001 г.). «Зависимая от хранения деградация белка массой 57 кДа в маточном молочке: возможный маркер свежести» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 65 (2): 277–84. дои : 10.1271/bbb.65.277 . ПМИД 11302159 .

[kamakura-6] Jump up to: ^а ^б ^с Камакура М. (май 2011 г.). «Роялактин вызывает дифференцировку маток у медоносных пчел». Природа . 473 (7348): 478–83. Бибкод : 2011Natur.473..478K . дои : 10.1038/nature10093 . hdl : 2123/10940 . ПМИД 21516106 . S2CID 2060453 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Бутштедт А., Ихлинг Ч., Пицш М., Мориц Р.Ф. (сентябрь 2016 г.). «Роялактин — это не королевское произведение королевы». Природа . 537 (7621): Е10–2. Бибкод : 2016Natur.537E..10B . дои : 10.1038/nature19349 . ПМИД 27652566 . S2CID 2368886 .

[8] Клаудини Дж, Ханес Дж, Кулифайова Дж, Альберт Ш, Шимут Дж (1994). «Молекулярное клонирование двух кДНК из головы медоносной пчелы-няньки ( Apis mellifera L.) для кодирования родственных белков маточного молочка». Журнал пчеловодческих исследований . 33 (2): 105–111. Бибкод : 1994JApiR..33..105K . дои : 10.1080/00218839.1994.11100857 .

[9] Консорциум по секвенированию генома медоносных пчел (октябрь 2006 г.). «Изучение социальных насекомых на основе генома медоносной пчелы Apis mellifera» . Природа . 443 (7114): 931–49. Бибкод : 2006Natur.443..931T . дои : 10.1038/nature05260 . ПМК 2048586 . ПМИД 17073008 .

[10] Тамура С., Амано С., Коно Т., Кондо Дж., Ямагути К., Кобаяши С., Аябе Т., Морияма Т. (декабрь 2009 г.). «Молекулярные характеристики и физиологические функции основного олигомера белка 1 маточного молочка». Протеомика . 9 (24): 5534–43. дои : 10.1002/pmic.200900541 . ПМИД 20017154 . S2CID 34990851 .

[11] Кучарски Р., Малешка Р., Хейворд, округ Колумбия, Болл Э.Э. (июль 1998 г.). «Белок маточного молочка экспрессируется в подмножестве клеток Кеньона грибовидных тел мозга медоносной пчелы». Die Naturwissenschaften . 85 (7): 343–6. Бибкод : 1998NW.....85..343K . дои : 10.1007/s001140050512 . ПМИД 9722965 . S2CID 11376035 .

[12] Уэно Т., Накаока Т., Такеучи Х., Кубо Т. (август 2009 г.). «Дифференциальная экспрессия генов в гипофарингеальных железах рабочих пчел (Apis mellifera L.), связанная с возрастным изменением ролей» . Зоологическая наука . 26 (8): 557–63. дои : 10.2108/zsj.26.557 . ПМИД 19719408 .

[13] Бутштедт А., Мориц Р.Ф., Эрлер С. (ноябрь 2013 г.). «Больше, чем королевская еда – основные гены белков маточного молочка у половых особей и рабочих пчел Apis mellifera» . Границы в зоологии . 10 (1): 72. дои : 10.1186/1742-9994-10-72 . ПМЦ 4176732 . ПМИД 24279675 .

[14] Малецова Б., Рамсер Дж., О'Брайен Дж.К., Яниц М., Юдова Дж., Лерах Х., Симут Дж. (январь 2003 г.). «Семейство генов mrjp медоносной пчелы (Apis mellifera L.): компьютерный анализ предполагаемых промоторов и геномной структуры mrjp1, гена, кодирующего наиболее распространенный белок пищи личинок». Джин . 303 (16): 165–75. дои : 10.1016/S0378-1119(02)01174-5 . ПМИД 12559578 .

[15] Фудзита Т., Кодзука-Хата Х., Ао-Кондо Х., Куниеда Т., Ояма М., Кубо Т. (январь 2013 г.). «Протеомный анализ маточного молочка и характеристика функций его производных желез у пчелы». Журнал исследований протеома . 12 (1): 404–11. дои : 10.1021/pr300700e . ПМИД 23157659 .

[16] Рамадан М.Ф., Аль-Гамди А. (2012). «Биоактивные соединения и оздоровительные свойства маточного молочка: обзор» . Журнал функциональных продуктов питания . 4 (1): 39–52. дои : 10.1016/j.jff.2011.12.007 .

[17] Росмила М., Шахназ М., Патель Г., Лок Дж., Рахман Д., Масита А., Нурмалин А. (декабрь 2008 г.). «Характеристика основных аллергенов маточного молочка Apis mellifera». Тропическая биомедицина . 25 (3): 243–51. ПМИД 19287364 .

[18] Тьен ФК, Люнг Р., Бальдо Б.А., Вайнер Дж.А., Пломли Р., Чарни Д. (февраль 1996 г.). «Астма и анафилаксия, вызванные маточным молочком». Клиническая и экспериментальная аллергия . 26 (2): 216–22. дои : 10.1111/j.1365-2222.1996.tb00082.x . ПМИД 8835130 . S2CID 12422547 .

[19] Хаяши Т., Такамацу Н., Накашима Т., Арита Т. (2011). «Иммунологическая характеристика белков меда и идентификация MRJP 1 как IgE-связывающего белка» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 75 (3): 556–60. дои : 10.1271/bbb.100778 . ПМИД 21389615 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]