Defensine
Defensine
Englischer Begriff
defensins
Definition
Phylogenetisch konservierte, antimikrobiell wirksame, niedermolekulare Polypeptide des angeborenen Immunsystems, die in mikromolaren Konzentrationen gramnegative und grampositive Bakterien, Mykobakterien, Pilze und Protozoen effektiv abtöten bzw. neutralisieren („endogene Antibiotika“).
Beschreibung
Defensine sind kleine, 30–42 Aminosäuren lange, kationische Polypeptide der Molmasse 3–5 kDa, deren Gene alle auf Chromosom 8 lokalisiert und phylogenetisch konserviert sind. Gemeinsam sind ihnen 3 Disulfidbrücken zwischen verschiedenen Cysteinresten, deren intramolekulare Position eine Unterscheidung in α- und β-Defensine ermöglicht. Sie werden als Prodefensin synthetisiert und durch Trypsin proteolytisch aktiviert.
Humane Defensintypen
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6-α-Defensine: neutrophile Peptide 1–4 (HNP 1–4) der Granulozyten sowie Defensine 5 und 6 (HD 5 und 6), die in Paneth-Körnerzellen von Jejunum und Ileum synthetisiert werden.
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3-β-Defensine (HBD 1–3): epithelialen Ursprungs, vorzugsweise in Haut, Lunge und Darm.
Die Synthese wird reguliert durch Zytokine (IL-1β, TNF-α u. a.) sowie Lipopolysaccharide (LPS) und Lipoproteine, vermutlich unter Mitwirkung des intrazellulären LPS-Rezeptors NOD2 („nucleotide-binding oligomerization domain“).
Funktionell handelt es sich um die wichtigsten endogenen Antibiotika des Organismus, die auch chemotaktisch wirksam sind und ein breites, von gramnegativen (Escherichia coli, Salmonellen u. a.) und grampositiven Bakterien über säurefeste Stäbchen (Mycobacterium tuberculosis) bis zu Pilzen (Candida), Viren (Herpesviren, HIV) und Protozoen (Giardia lamblia) reichendes antibiotisches Wirkspektrum haben. Die kationischen Peptide binden über ihre elektrostatischen Eigenschaften an die Außenwand der Erreger und führen zur Ausbildung von Mikroporen der bakteriellen Membran und somit zur Bakteriolyse. Im Darm sind sie bedeutsam für die Aufrechterhaltung der intestinalen antibakteriellen Mukosabarriere. Eine verminderte α-Defensinexpression (HD 5 und 6) aufgrund einer Mutation im NOD2-Gen und verminderte β-Defensinaktivität sind entscheidend in der Pathogenese des Morbus Crohn und möglicherweise weiterer entzündlicher Darmerkrankungen.