Дождевые черви для повышения урожая.

Защитный белок дождевых червей.

Тканевая жидкость дождевых червей обладает цитолитической и антибактериальной активностью, направленной на уничтожение потенциальных патогенов, которые могут проникать в полость червя из окружающей среды. У Eisenia fetida имеется великое множество белков, ответственных за ту или иную активность.

Лизенин – основной термолабильный белок Eisenia fetida с молекулярной массой 33–41 kDa (по разным данным), состоящий из 297 аминокислот, – проявляет гемолитическую активность, строго зависимую от сфингомиелина. Он отличается от других белков целомической жидкости как по аминокислотному составу, так и по биологической активности. Лизенин специфически связывается с гидрофильными и гидрофобными участками сфингомиелина различных фосфолипидов клеточных мембран животных и вызывает их цитолиз. Это вещество взаимодействует с гладкой мускулатурой, лизирует эритроциты, убивает сперматозоиды позвоночных, повреждает клеточные культуры млекопитающих.

Heike Bruhn et al. в одной из статей сообщил об экспрессии рекомбинантного лизенина. Этот белок, в отличие от природного двойника, проявлял одновременно гемолитическую, антибактериальную и мембранопроникающую активность. Экспериментаторы, используя флуоресцентно-резонансную трансфер-спектроскопию, липосомы и плоские липидные бислои, продемонстрировали способность этого белка встраиваться в мембрану лишь в присутствии сфингомиелина.

Мониторинг липидной специфичности лизенина и его молекулярной организации на различных мембранных мишенях клеток показал, что взаимодействие со сфингомиелином происходит посредством его олигомеризации на стабильных пороподобных структурах, а не через связывание. Это взаимодействие имеет место на эритроцитах, но не на бактериальных мембранах, и сопровождается образованием пор диаметром 3 нм. Тем не менее, бактериальные мембраны становятся проницаемыми для лизенина, хотя и в гораздо меньшей степени, чем эритроциты. Поскольку бактерии лишены сфингомиелина, то характер антибактериальной активности лизениноподобных белков не совсем понятен.

Следовательно, лизенин проявляет сфингомиелинзависимую и сфингомиелиннезависимую активность для уничтожения различных «оккупантов», вторгшихся в целомическую полость дождевых червей. Это позволяет сделать предположение, что существует как минимум две изоформы лизенина, имеющих высокую аминокислотную идентичность.

Сфингомиелин – N-ацилсфингозин-1-фосфорилхолин – основной структурный компонент мембран животных клеток. Помимо этого недавно была доказана его роль в различных внутриклеточных сигнальных путях.

Цикл сфингомиелина рассматривается в тесной связи с фактором некроза опухоли альфа (TNF-alpha), интерфероном гамма (IFN-gamma) и интерлейкином 1 (IL-1), которые активируют сфингомиелин. Это сопровождается образованием керамид, которые выступают в роли вторичных переносчиков, опосредующих действие перечисленных веществ.

Строго специфический характер связывания лизенина со сфингомиелином может быть использован как уникальный способ изучения распределения сфингомиелина на клеточной поверхности, для исследования биосинтеза и транспорта этого компонента клеточных мембран.

Способность лизенина повреждать мембраны клеток вызывает определенный интерес не только ученых, но и практиков. 4–7 июля 2001 г. в Чехии проходил рабочий семинар по научной программе НАТО «Новая модель для анализа антимикробных пептидов биомедицинского назначения». Целью ARW (advanced research workshop) было определить, является ли сфингомиелин мишенью раковых клеток in vitro при действии TNF-alpha-подобных компонентов дождевого червя, в том числе и лизенина. Дождевой червь был избран в качестве недорогой и адекватной модели, поскольку это беспозвоночное животное не подвержено канцерогенезу ни в природных, ни в искусственных условиях. Экспериментально индуцировать рак у дождевых червей не удается.