Дельта эндотоксины

Дельта эндотоксин, средний домен
Дельта эндотоксин, средний домен
Идентификаторы
Символ	Эндотоксин_m
Pfam	PF00555
PFAM клан	CL0568
InterPro	IPR015790
Краткое содержание	1dlc / scope / supfam
TCDB	1.C.2
Pfam
показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Дельта-эндотоксин, N-концевой домен
Дельта-эндотоксин, N-концевой домен
	Кристаллическая структура инсектицидного бактериального дель -эндотоксина Cry3bb1 Bacillus thuringiensis
Идентификаторы
Символ	Эндотоксин_н
Pfam	PF03945
InterPro	IPR005639
Краткое содержание	1dlc / scope / supfam
TCDB	1.C.2
Pfam
показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Delta Endotoxin, Middle Domain, Cry2a и Cry18

Дельта-эндотоксин, С-конце

Идентификаторы

Символ

Эндотоксин_К

PFAM клан

1dlc / scope / supfam

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Цитолитический дельта-эндотоксин Cyt1/2

Идентификаторы

Символ

Соглашение

1cby / scope / supfam

TCDB

1.C.71

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Дельта-эндотоксины ( Δ-эндотоксины ) представляют собой семейство пор-образующихся токсинов, продуцируемых Bacillus thuringiensis вида бактерий. Они полезны для их инсектицидного действия и являются первичным токсином, продуцируемым генетически модифицированным (GM) BT Mauise/Corn и другими GM -культурами. Во время образования спор бактерии продуцируют кристаллы таких белков (отсюда и название кричат токсины), которые также известны как параспоральные тела , рядом с эндоспорами ; В результате некоторые члены известны как параспорин . Цитовая (цитолитическая) токсиновая группа-это еще одна группа дельта-эндотоксинов , образованных в цитоплазме. VIP -токсины (вегетативные инсектицидные белки) образуются на других стадиях жизненного цикла. ^{[ 2 ]}

Механизм действия

Когда насекомое принимает эти белки, они активируются протеолитическим расщеплением. N-конец расщепляется во всех белках, и у некоторых членов расщепляется C-концевое расширение. После активации эндотоксин связывается с эпителием кишечника и вызывает лизис клеток путем образования катионо-селективных каналов , что приводит к смерти. ^{[ 3 ]}^{[ 1 ]}

В течение многих лет не было ясности в отношении отношений между аминопептидазой N и токсинами BT. Хотя AP-N связывает белки крика in vitro ^{[ 4 ]} (Обзор Soberón et al. 2009 ^{[ 5 ]} и Pigott & Ellor ^{[ 6 ]}), ^{[ 7 ]} Никакие случаи устойчивости -или даже снижение связывания in vitro-из-за изменения структуры AP-N не были известны в течение 2002 года, и были некоторые сомнения, что механизм сопротивления был настолько простым. Действительно, Luo et al. 1997, Mohammed et al. 1996, и Zhu et al. 2000 положительно обнаружили, что это не происходит в примерах чешуекрылых. ^{[ 4 ]} Впоследствии, однако Herrero et al. 2005 показал корреляцию между неэкспрессией и сопротивлением BT, ^{[ 7 ]} и фактическое сопротивление было обнаружено в Helicoverpa Armigera от Zhang et al. 2009, ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} В Остринии Nubilalis от Khajuria et al. 2011, и в Trichoplusia ni Baxter et al. 2011 и Tiwsiri & Wang 2011 (также All Lepitera). ^{[ 7 ]} По-прежнему подтверждается, что в некоторых случаях AP-NS не влияет на сопротивление, возможно, из-за последовательного связывания токсином, необходимым для его эффекта. В этой последовательности каждая стадия связывания теоретически не является незаменимой, но если это происходит, способствует последнему результату образования пор. ^{[ 8 ]}

Структура

Активированная область дельта-токсина состоит из трех различных структурных доменов : N-концевой спиральный домен пакета ( InterPro : IPR005639 ), участвующий в мембранной вставке и формировании пор; центральный домен бета -листа, участвующий в связывании рецепторов; и C-концевой бета-сандвичский домен ( InterPro : IPR005638 ), который взаимодействует с N-концевым доменом, чтобы сформировать канал. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}

Типы

B. thuringiensis кодирует многие белки семейства эндотоксинов Delta ( InterPro : IPR038979 ), с некоторыми штаммами, кодирующими несколько типов одновременно. ^{[ 9 ]} Ген в основном найден на плазмидах, ^{[ 10 ]} Дельта-энтотоксины иногда появляются в геномах других видов, хотя и на более низкой доли, чем у B. thuringiensis . ^{[ 11 ]} Имена генов выглядят Cry3Bb, что в этом случае указывает на крик токсина суперсемейства 3 Семейства B подсемейство b. ^{[ 12 ]}

Белки крича , которые интересны для исследований рака, перечислены под номенклатурой параскорина (PS) в дополнение к номенклатуре Cry. Они не убивают насекомых, а вместо этого убивают клетки лейкемии. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} Цифты, как правило, формируют свою собственную группу, отличную от кричащих токсинов. ^{[ 16 ]} Не все крики -кристаллическая форма-токсины напрямую разделяют общий корень. ^{[ 17 ]} Примеры токсинов, не являющихся тремя доменами, которые, тем не менее, имеют имя крика , включают CRY34/35AB1 и связанные с ними бинарные бинарные ( бин -бен) токсины, CRY6AA и многие бета-сандвич-парасторины. ^{[ 18 ]}

Специфические дельта-эндотоксины, которые были вставлены с генотической инженерией, включают CRY3BB1, найденные в MON 863 и CRY1AB, обнаруженные в MON 810 , оба из которых являются сортами кукурузы/кукурузы . Cry3bb1 особенно полезен, потому что он убивает колеоптерановых насекомых, таких как корневой червя кукурузы , активность, не наблюдавшаяся у других белков крика. ^{[ 1 ]} Другие общие токсины включают Cry2ab и Cry1f в хлопке и кукурузе/кукурузе . ^{[ 19 ]} Кроме того, Cry1ac эффективен в качестве адъюванта в вакцинах у людей. ^{[ 20 ]}

Некоторые популяции насекомых начали развивать сопротивление в отношении дельта -эндотоксина, причем пять устойчивых видов обнаружены по состоянию на 2013 год. Растения с двумя видами дельта -эндотоксинов, как правило, становятся медленнее, поскольку насекомые должны развиваться, чтобы преодолеть оба токсина одновременно. Посадка не-BT растения с устойчивыми растениями снизит давление отбора для развития токсина. Наконец, растения с двумя токсинами не должны быть посажены с одним токсином, поскольку в этом случае растения с одним токсином действуют как ступенька для адаптации. ^{[ 19 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Галицкий Н., Коди В., Войцзак А., Гош Д., Луфт Дж.Р., Пангборн В., Английский Л (август 2001 г.). «Структура инсектицидного бактериального дельта-эндотоксина Cry3bb1 Bacillus thuringiensis ». Acta Crystallographica. Раздел D, биологическая кристаллография . 57 (Pt 8): 1101–1109. doi : 10.1107/s0907444901008186 . PMID 11468393 .
^ Роджер Халл; и др. (2021). «Оценка риска и управление - окружающая среда». Генетически модифицированные растения (второе изд.). После споруляции B. thuringiensis образует белковые инсектицидные Δ-эндотоксины либо в кристаллах (крик-токсины), либо цитопластские (цит-токсины), которые кодируются генами CRY или CYT, соответственно. Когда насекомые принимают кристаллы токсинов, ферменты в их пищеварительном тракте вызывают активированный токсин. Токсин связывается с кишечными мембранами насекомых, образуя пор, которая приводит к отеку, лизису клеток и в конечном итоге убийства насекомых. B. Thuringiensis также продуцирует инсектицидные белки на других стадиях на жизненном цикле, в частности, вегетативные инсектицидные белки (VIP)
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Grochulski P, Masson L, Borisova S, Pusztai-Carey M, Schwartz JL, Brousseau R, Cygler M (декабрь 1995 г.). « Bacillus thuringiensis cryia (а) инсектицидный токсин: кристаллическая структура и образование канала». Журнал молекулярной биологии . 254 (3): 447–464. doi : 10.1006/jmbi.1995.0630 . PMID 7490762 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Ferré J, Van Rie J (2002). «Биохимия и генетика устойчивости к насекомым Bacillus thuringiensis ». Ежегодный обзор энтомологии . 47 (1). Ежегодные обзоры : 501–533. doi : 10.1146/annurev.ento.47.091201.145234 . PMID 11729083 .
^ Soberón M, Gill SS, Bravo A (апрель 2009 г.). «Передача сигналов по сравнению с переносным отверстием: как Bacillus thuringiensis токсины убивают клетки средней кишки насекомых?» Полем Клеточные и молекулярные науки о жизни . 66 (8). Springer : 1337–1349. doi : 10.1007/s00018-008-8330-9 . PMC 11131463 . PMID 19132293 . S2CID 5928827 .
^ Пиготт Кр, Эллар Диджей (июнь 2007 г.). «Роль рецепторов в Bacillus thuringiensis активности кристаллического токсина » . Микробиология и молекулярная биология обзоры . 71 (2). Американское общество по микробиологии : 255–281. doi : 10.1128/mmbr.00034-06 . PMC 1899880 . PMID 17554045 . S2CID 13982571 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Pardo-López L, Soberón M, Bravo A (январь 2013 г.). « Bacillus thuringiensis Инсектицидные трехдоменные крики токсины: способ действия, сопротивление насекомых и последствия для защиты урожая» . Обзоры микробиологии FEMS . 37 (1). Федерация европейских микробиологических обществ ( OUP ): 3–22. doi : 10.1111/j.1574-6976.2012.00341.x . PMID 22540421 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Vachon V, Laprade R, Schwartz JL (сентябрь 2012 г.). «Современные модели режима действия Bacillus thuringiensis инсектицидных кристаллических белков: критический обзор». Журнал патологии беспозвоночных . 111 (1). Академическая пресса ( Elsevier ): 1–12. doi : 10.1016/j.jip.2012.05.001 . PMID 22617276 .
^ «Пестицидный кристаллический белок (IPR038979)» . InterPro . Получено 12 апреля 2019 года .
^ Дин Д.Х. (1984). «Биохимическая генетика бактериального агента-контроля насекомых Bacillus thuringiensis : основные принципы и перспективы генной инженерии» . Биотехнология и ген -инженерия обзоры . 2 : 341–363. doi : 10.1080/02648725.1984.10647804 . PMID 6443645 .
^ «Виды: пестицидный кристаллический белок (IPR038979)» . InterPro .
^ « Bacillus thuringiensis toxin nomenclatore» . База данных специфичности токсина BT . Получено 12 апреля 2019 года .
^ Мизуки Э., Парк Ю.С., Сайто Х., Ямашита С., Акао Т, Хигучи К, Охба М (июль 2000 г.). «Парапорин, выражающий клетку лейкозы человека параспоральный белок Bacillus thuringiensis » . Клиническая и диагностическая лабораторная иммунология . 7 (4): 625–634. doi : 10.1128/cdli.7.4.625-634.2000 . PMC 95925 . PMID 10882663 .
^ OHBA M, Mizuki E, Uemori A (январь 2009 г.). «Parasporin, новая противораковая белковая группа из Bacillus thuringiensis » . Противоопухолевые исследования . 29 (1): 427–433. PMID 19331182 .
^ «Список параспоринов» . Комитет классификации и номенклатуры параспорина . Доступ 4 января 2013 г.
^ Crickmore N. «Другие последовательности криков» (PDF) . Получено 12 апреля 2019 года .
^ Crickmore N, Zeigler DR, Feitelson J, Schnepf E, Van Rie J, Lereclus D, et al. (Сентябрь 1998). «Пересмотр номенклатуры для Bacillus thuringiensis белков -кристаллических белков » . Микробиология и молекулярная биология обзоры . 62 (3): 807–813. doi : 10.1128/mmbr.62.3.807-813.1998 . PMC 98935 . PMID 9729610 .
^ Келкер М.С., Берри С., Эванс С.Л., Пай Р., МакКаскилл Д.Г., Ван Н.Х. и др. (2014-11-12). «Структурная и биофизическая характеристика Bacillus thuringiensis инсектицидных белков Cry34ab1 и Cry35ab1» . Plos один . 9 (11): E112555. Bibcode : 2014ploso ... 9K2555K . doi : 10.1371/journal.pone.0112555 . PMC 4229197 . PMID 25390338 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Табашник Б.Е., Брево А., Каррери Ю (июнь 2013 г.). «Сопротивление насекомых к культурам BT: уроки первых миллиардов акров». Nature Biotechnology . 31 (6): 510–521. doi : 10.1038/nbt.2597 . PMID 23752438 . S2CID 205278530 .
^ Родригес-Монрой М.А., Морено-Феррос Л (март 2010 г.). «Поразительная активация лимфоцитов NALT и носа, вызванных интраназальной иммунизацией с помощью протоксина CRY1AC» . Скандинавский журнал иммунологии . 71 (3): 159–168. doi : 10.1111/j.1365-3083.2009.02358.x . PMID 20415781 .

Дальнейшее чтение

Bravo A, Gill SS, Soberón M (март 2007 г.). «Способ действия Bacillus thuringiensis Cry и Cyt Toxins и их потенциал для контроля насекомых» . Токсикона . 49 (4): 423–435. doi : 10.1016/j.toxicon.2006.11.022 . PMC 1857359 . PMID 17198720 .
Пиготт Кр, Эллар Диджей (июнь 2007 г.). «Роль рецепторов в Bacillus thuringiensis активности кристаллического токсина » . Микробиология и молекулярная биология обзоры . 71 (2): 255–281. doi : 10.1128/mmbr.00034-06 . PMC 1899880 . PMID 17554045 .
Palma L, Muñoz D, Berry C, Murillo J, Caballero P (декабрь 2014 г.). « Bacillus thuringiensis Токсины: обзор их биоцидной активности» . Токсины . 6 (12): 3296–3325. doi : 10.3390/toxins6123296 . PMC 4280536 . PMID 25514092 .

Внешние ссылки

Cry3bb1 в Агентстве по охране окружающей среды США

Эта статья включает текст из общественного достояния PFAM и InterPro : IPR015790

[Galitsky_2001-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Галицкий Н., Коди В., Войцзак А., Гош Д., Луфт Дж.Р., Пангборн В., Английский Л (август 2001 г.). «Структура инсектицидного бактериального дельта-эндотоксина Cry3bb1 Bacillus thuringiensis ». Acta Crystallographica. Раздел D, биологическая кристаллография . 57 (Pt 8): 1101–1109. doi : 10.1107/s0907444901008186 . PMID 11468393 .

[2] Роджер Халл; и др. (2021). «Оценка риска и управление - окружающая среда». Генетически модифицированные растения (второе изд.). После споруляции B. thuringiensis образует белковые инсектицидные Δ-эндотоксины либо в кристаллах (крик-токсины), либо цитопластские (цит-токсины), которые кодируются генами CRY или CYT, соответственно. Когда насекомые принимают кристаллы токсинов, ферменты в их пищеварительном тракте вызывают активированный токсин. Токсин связывается с кишечными мембранами насекомых, образуя пор, которая приводит к отеку, лизису клеток и в конечном итоге убийства насекомых. B. Thuringiensis также продуцирует инсектицидные белки на других стадиях на жизненном цикле, в частности, вегетативные инсектицидные белки (VIP)

[Grochulski_1995-3] Jump up to: ^а ^{беременный} Grochulski P, Masson L, Borisova S, Pusztai-Carey M, Schwartz JL, Brousseau R, Cygler M (декабрь 1995 г.). « Bacillus thuringiensis cryia (а) инсектицидный токсин: кристаллическая структура и образование канала». Журнал молекулярной биологии . 254 (3): 447–464. doi : 10.1006/jmbi.1995.0630 . PMID 7490762 .

[Ferre-Rie-2002-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Ferré J, Van Rie J (2002). «Биохимия и генетика устойчивости к насекомым Bacillus thuringiensis ». Ежегодный обзор энтомологии . 47 (1). Ежегодные обзоры : 501–533. doi : 10.1146/annurev.ento.47.091201.145234 . PMID 11729083 .

[Soberon-et-al-2009-5] Soberón M, Gill SS, Bravo A (апрель 2009 г.). «Передача сигналов по сравнению с переносным отверстием: как Bacillus thuringiensis токсины убивают клетки средней кишки насекомых?» Полем Клеточные и молекулярные науки о жизни . 66 (8). Springer : 1337–1349. doi : 10.1007/s00018-008-8330-9 . PMC 11131463 . PMID 19132293 . S2CID 5928827 .

[Pigott-Ellar-2007-6] Пиготт Кр, Эллар Диджей (июнь 2007 г.). «Роль рецепторов в Bacillus thuringiensis активности кристаллического токсина » . Микробиология и молекулярная биология обзоры . 71 (2). Американское общество по микробиологии : 255–281. doi : 10.1128/mmbr.00034-06 . PMC 1899880 . PMID 17554045 . S2CID 13982571 .

[Lopez-et-al-2013-7] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в ^{дюймовый} Pardo-López L, Soberón M, Bravo A (январь 2013 г.). « Bacillus thuringiensis Инсектицидные трехдоменные крики токсины: способ действия, сопротивление насекомых и последствия для защиты урожая» . Обзоры микробиологии FEMS . 37 (1). Федерация европейских микробиологических обществ ( OUP ): 3–22. doi : 10.1111/j.1574-6976.2012.00341.x . PMID 22540421 .

[Vachon-et-al-2012-8] Jump up to: ^а ^{беременный} Vachon V, Laprade R, Schwartz JL (сентябрь 2012 г.). «Современные модели режима действия Bacillus thuringiensis инсектицидных кристаллических белков: критический обзор». Журнал патологии беспозвоночных . 111 (1). Академическая пресса ( Elsevier ): 1–12. doi : 10.1016/j.jip.2012.05.001 . PMID 22617276 .

[9] «Пестицидный кристаллический белок (IPR038979)» . InterPro . Получено 12 апреля 2019 года .

[Dean_1984-10] Дин Д.Х. (1984). «Биохимическая генетика бактериального агента-контроля насекомых Bacillus thuringiensis : основные принципы и перспективы генной инженерии» . Биотехнология и ген -инженерия обзоры . 2 : 341–363. doi : 10.1080/02648725.1984.10647804 . PMID 6443645 .

[11] «Виды: пестицидный кристаллический белок (IPR038979)» . InterPro .

[12] « Bacillus thuringiensis toxin nomenclatore» . База данных специфичности токсина BT . Получено 12 апреля 2019 года .

[13] Мизуки Э., Парк Ю.С., Сайто Х., Ямашита С., Акао Т, Хигучи К, Охба М (июль 2000 г.). «Парапорин, выражающий клетку лейкозы человека параспоральный белок Bacillus thuringiensis » . Клиническая и диагностическая лабораторная иммунология . 7 (4): 625–634. doi : 10.1128/cdli.7.4.625-634.2000 . PMC 95925 . PMID 10882663 .

[14] OHBA M, Mizuki E, Uemori A (январь 2009 г.). «Parasporin, новая противораковая белковая группа из Bacillus thuringiensis » . Противоопухолевые исследования . 29 (1): 427–433. PMID 19331182 .

[15] «Список параспоринов» . Комитет классификации и номенклатуры параспорина . Доступ 4 января 2013 г.

[16] Crickmore N. «Другие последовательности криков» (PDF) . Получено 12 апреля 2019 года .

[17] Crickmore N, Zeigler DR, Feitelson J, Schnepf E, Van Rie J, Lereclus D, et al. (Сентябрь 1998). «Пересмотр номенклатуры для Bacillus thuringiensis белков -кристаллических белков » . Микробиология и молекулярная биология обзоры . 62 (3): 807–813. doi : 10.1128/mmbr.62.3.807-813.1998 . PMC 98935 . PMID 9729610 .

[Kelker2014-18] Келкер М.С., Берри С., Эванс С.Л., Пай Р., МакКаскилл Д.Г., Ван Н.Х. и др. (2014-11-12). «Структурная и биофизическая характеристика Bacillus thuringiensis инсектицидных белков Cry34ab1 и Cry35ab1» . Plos один . 9 (11): E112555. Bibcode : 2014ploso ... 9K2555K . doi : 10.1371/journal.pone.0112555 . PMC 4229197 . PMID 25390338 .

[Tabashnik_2013-19] Jump up to: ^а ^{беременный} Табашник Б.Е., Брево А., Каррери Ю (июнь 2013 г.). «Сопротивление насекомых к культурам BT: уроки первых миллиардов акров». Nature Biotechnology . 31 (6): 510–521. doi : 10.1038/nbt.2597 . PMID 23752438 . S2CID 205278530 .

[Rodriguez-Monroy2010-20] Родригес-Монрой М.А., Морено-Феррос Л (март 2010 г.). «Поразительная активация лимфоцитов NALT и носа, вызванных интраназальной иммунизацией с помощью протоксина CRY1AC» . Скандинавский журнал иммунологии . 71 (3): 159–168. doi : 10.1111/j.1365-3083.2009.02358.x . PMID 20415781 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]