*Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского

**Крымский государственный медицинский университет

им. С. И. Георгиевского

Мелиттин и его действие на организм человека

Мелиттин является основным пептидным компонентом пчелиного яда, составляющим около 50% его сухой массы и обладающим ярко выраженным свойством разрушать клетки и их фрагменты [1]. Молекулярная масса мелиттина равна 2840 Да. Он состоит из 26 аминокислотных остатков [2]: +H₃N – Гли – Иле – Гли – Ала – Вал – Лей – Лиз⁺ – Вал – Лей – Тре – Тре –Гли – Лей – Про – Ала – Лей – Иле – Сер – Трп – Иле – Лиз⁺ – Арг⁺ – Лиз⁺ – Арг⁺ – Глн – Глн – CONH₂.

Мелиттин не имеет отрицательно заряженных групп. Положительно заряженные аминокислотные остатки преимущественно сосредоточены в С-концевом сегменте, представляющем гидрофильную область молекулы мелиттина (остатки 21-26). Участок 1–20 в составе мелиттина сформирован преимущественно гидрофобными аминокислотными остатками. Единственный хромофор мелиттина представлен остатком триптофана в положении 19, что крайне удачно для изучения характера взаимодействия мелиттина с липидными образованиями с помощью оптических методов исследования.

Полипептидная цепь мелиттина принимает в растворе конформацию правильной α-спирали (до 80%), нарушаемую остатком пролина в положении 14. При высокой ионной силе раствора или в высокой концентрации мелиттин ассоциируется в тетрамер [3], образованный двумя симметрично расположенными парами антипараллельных протомеров. Состояние ионизации мелиттина может изменяться в интервале физиологических условий, что влияет на равновесие в системе мономер-тетрамер [4].

Биологическое действие мелиттина связано с его способностью взаимодействовать с фосфолипидами [5, 6]. При концентрации пептида более 10^-6 М он обладает сильным литическим действием, а при сублитических дозах вызывает образование трансмембранного канала и усиление ионной проницаемости [7]. В литических концентрациях мелиттин не растворяет мембран клеток. В мембранах образуются поры, через которые высвобождается содержимое клеток. Мелиттиновый лизис протекает быстро в течение первых нескольких минут, но затем замедляется и останавливается примерно через час инкубации клеток с мелиттином [8].

Различия в протекании мелиттинового лизиса эритроцитов и искусственных липидных везикул убеждают в участии мелиттин-белковых взаимодействий в процессе гемолиза [9]. Взаимодействие мелиттина с различными белковыми молекулами, таким образом, не случайно и привлекает всё большее внимание исследователей.

Проведенные нами исследования показали, что сывороточный альбумин действует как ингибитор мелиттин-индуцированного лизиса эритроцитов, однако в определенных условиях альбумин может активировать утечку гемоглобина из эритроцитов [10, 11, 12]. Тем самым косвенным образом продемонстрирована принципиальная возможность существования, по меньшей мере, двух различных механизмов действия мелиттина на клеточные мембраны. Следовательно, противопоставление теорий белок-липидного и белок-белкового взаимодействия мелиттина в объяснении мелиттинового лизиса клеток вряд ли является плодотворным.

В то же время нами было показано, что, наряду с общеизвестными аллергическими реакциями на пчелиный яд [13], возможно существование псевдоаллергических реакций, связанных со способностью мелиттина многократно усиливать специфические IgG-C1q и IgG-IgG взаимодействия [14, 15]. Активация классического пути системы комплемента может приводить к развитию анафилактоидной реакции, что объясняет системные реакции на пчелиный яд у людей, никогда ранее с пчелиным ядом не контактировавших.

Литература:

1. Демченко А. П., Костржевская Е. Г. Мелиттин: структура, свойства, взаимодействие с мембраной // Укр. биохим. журн. - 1986. - Т. 58, № 5. - С. 92-103.

2. Haberman E. Bee and wasp venoms // Science. - 1972. - Vol. 177, № 4046. - P. 314-322.

3. Terwilliger T. C., Weissman L., Eisenberg D. The structure of melittin in the form I crystals and its implication for melittin¢s lytic and surface activities // Biophys. J. - 1982. - Vol. 37, № 1. - P. 353-361.

4. Quay S. C., Tronson L. P. Conformational studies of aqueous melittin: determination of Lysine-21 and Lysine-23 by reactivity toward 2, 4, 6 - trinitrobenzenesulfonate // Biochemistry. - 1983. - Vol. 22, № 3. - P. 700-707.

5. Bradrick T. D., Philippeties A., Georghiou S. Stopped-flow fluorometric study of the interaction of melittin with phospholipid bilayers – importance of the physical state of the bilayer and the acyl chain length // Biophys. J. - 1995. - Vol. 69, № 5. - P. 1999-2010.

6. Feigin A. M., Teeter J. H., Brand J. G. The influence of sterols on the sensitivity of lipid bilayers to melittin // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 1995. - Vol. 211, № 1. - P. 312-317.

7. Hider R. C., Khader F., Tathman A. S. Lytic activity of monomeric and oligomeric melittin // Biochim. Biophys. Acta. - 1983. - Vol. 728, № 1. - P. 206-214.

8. Melittin lysis of red cells / M.T. Tosteson, S. J. Holmes, M. Razin, D. C. Tosteson // J. Membr. Biol. - 1985. - Vol. 87, № 1. - P. 35-44.

9. Portlock S. H., Clague M. J., Cherry R. J. Leakage of internal markers from erythrocytes and lipid vesicles induced by melittin, gramicidin S and alamethicin: a comparative study // Biochim. Biophys. Acta. - 1990. - Vol. 1030, № 1. - P. 1-10.

10. Ширяев Н.В., Ширяев В.В., Ефименко А.М., Лузин А.В., Ажицкий Г.Ю. Влияние белков сыворотки крови на мелиттин-индуцированный лизис эритроцитов // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. - Серия «Биология».- 2003.- Т.16 (55), №4.- С.114-122.

11. Ширяев Н.В., Ширяев В.В., Ефименко А.М., Лузин А.В. Экспериментальное ингибирование мелиттин-индуцированного лизиса эритроцитов // Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції “Динамика наукових досліджень - 2005”. Том 1. Біологія. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. - С. 67-68.

12. Ширяев Н.В., Ширяев В.В., Ефименко А.М., Лузин А.В. Неоднозначное влияние сывороточного альбумина на мелиттин-индуцированный лизис эритроцитов // Матеріали II Міжнародної науково-практичної конференції “Науковий потенціал світу - 2005”. Том 1.- Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005.- С. 32-34.

13. Пыцкий В. И., Адрианова Н. В., Артомасова А. В. Аллергические заболевания. - М.: Изд-во “Триада-Х”, 1999. - 470 с.

14. Ефетов К.А., Ширяев Н.В. Изменение антигенсвязывающей функции антител в присутствии мелиттина из яда пчелы (Apis mellifera L.) // Таврический медико-биологический вестник.- 2001.- № 1-2.- С. 108-114.

15. Ефетов К.А., Ширяев Н.В. Усиление взаимодействия IgG с C1q в присутствии мелиттина как возможная причина анафилаксии при действии пчелиного яда // Укр. биохим. журнал.- 2001.- Т.73, № 5.- С.49-54.