Revista de fisiología y patología vegetal

Motivos estructurales en las defensinas vegetales de clase I y clase II para interacciones con fosfolípidos: papel intrigante de la unión de ligandos y modos de acción

Guillén-Chable Francisco A y Estrada Georgina

Motivos estructurales en las defensinas vegetales de clase I y clase II para interacciones con fosfolípidos: papel intrigante de la unión de ligandos y modos de acción

Las defensinas son péptidos antimicrobianos catiónicos ampliamente distribuidos en la naturaleza. Las plantas, como organismos sésiles expuestos a hongos y otros patógenos, han desarrollado mecanismos para lidiar con las infecciones. Las defensinas vegetales se consideran moléculas sensibles a las infecciones; sin embargo, varios factores abióticos son desencadenantes y se ha descrito un conjunto de modos de acción. Los perfiles de unión de fosfolípidos son característicos de las defensinas de clase I y clase II. Al comparar la composición de aminoácidos de la clase I, MtDEF4 y la clase II, NaD1, se analizan las diferencias estructurales o los motivos de la estructura primaria del ligando de fosfolípidos; como resultado, en esta revisión se propone un residuo de Gly del bucle del núcleo γ como característica de las defensinas de unión de fosfolípidos de clase I. Debido a que los dos grupos de defensinas están presentes en las plantas Solanaceae, la sinergia o función superpuesta es una posibilidad. El N-ter y el bucle γ-core definen el sitio de unión del ligando 3D del fosfoinosítido fosfatidilinositol 4,5-bisfosfato (PIP2) en la defensina de clase II NaD1, mientras que los residuos básicos en el bucle γ-core de la defensina MtDEF4, representante de clase I, son esenciales para la entrada celular. Las defensinas de Capsicum resaltan las limitaciones estructurales para los perfiles de unión de lípidos distintivos de las defensinas de clase I y clase II. Los motivos estructurales primarios y 3D, particularmente los residuos en las posiciones 4 y 42 y el γ-core ampliamente estudiado, están involucrados en el sitio de interacción para la unión de proteína-PIP2/PA, mientras que las superficies hidrofóbicas deben interactuar con componentes adicionales de la membrana o de los constituyentes de la pared celular. El bolsillo de unión 3D para la unión de fosfolípidos muestra que los miembros de la clase II se dirigen a los fosfatos del grupo de cabeza del PIP2 en el anillo de inositol, como se demostró para NaD1, por lo que los residuos cargados están involucrados en la coordinación del ligando de fosfato también en MtDEF4. Las relaciones filogenéticas con las defensinas de Medicago truncatula denotan los motivos peptídicos de clase I conservados en Solanaceae y Leguminoseae. Esta revisión resume el estado del arte relacionado con los modos de acción de la defensina vegetal de unión a esfigolípidos frente a fosfolípidos y revela motivos particulares de las defensinas de clase I y clase II de péptidos maduros en Solanaceae que han mostrado una unión distintiva a fosfoinosítidos y ácido fosfatídico.